POWER9
 Техник с процессором POWER9 | |
| Общая информация | |
|---|---|
| Запущен | 2017 |
| Разработано | ИБМ |
| Общий производитель | |
| Производительность | |
| Макс. процессора Тактовая частота | 4 ГГц [1] |
| Кэш | |
| L1 Кэш | 32+32 КиБ на ядро [1] |
| Кэш L2 | 512 КиБ на ядро [1] |
| Кэш L3 | 120 МБ на чип [1] |
| Кэш L4 | через Кентавр [1] |
| Архитектура и классификация | |
| Технологический узел | 14 нм ( FinFET ) |
| Набор инструкций | Power ISA ( Power ISA v.3.0 ) |
| Физические характеристики | |
| Ядра | |
| История | |
| Предшественник | МОЩНОСТЬ8 |
| Преемник | Мощность10 |
| POWER , PowerPC и Power ISA. Архитектуры |
|---|
| NXP (ранее Freescale и Motorola) |
| ИБМ |
|
| IBM/Нинтендо |
| Другой |
| Ссылки по теме |
| Отменено выделено серым цветом , историческое — курсивом |
POWER9 — семейство суперскалярных , многопоточных , многоядерных микропроцессоров производства IBM на базе Power ISA . Об этом было объявлено в августе 2016 года. [2] Процессоры на базе POWER9 производятся по 14-нм техпроцессу FinFET . [3] в 12- и 24-ядерных версиях для масштабирования и масштабирования приложений, [3] и, возможно, другие варианты, поскольку архитектура POWER9 открыта для лицензирования и модификации членами OpenPOWER Foundation . [5]
Summit , девятый по скорости суперкомпьютер в мире (по данным списка Top500 по состоянию на июнь 2024 г.) [6] ), основан на POWER9, но в качестве ускорителей также использует Nvidia Tesla графические процессоры . [7]
Дизайн [ править ]
Ядро [ править ]
Ядро POWER9 поставляется в двух вариантах: четырехпоточном многопоточном , называемом SMT4 , и восьмипоточном, называемом SMT8 . [1] Ядра SMT4 и SMT8 схожи тем, что состоят из ряда так называемых слайсов, питаемых общими планировщиками. Срез — это элементарное 64-битное однопоточное процессорное ядро с блоком хранения загрузки (LSU), целочисленным блоком (ALU) и векторным скалярным блоком (VSU, выполняющим SIMD и операции с плавающей запятой). Суперсрез — это комбинация двух срезов. Ядро SMT4 состоит из кэша L1 емкостью 32 КиБ (1 КиБ = 1024 байта), кэша данных L1 объемом 32 КиБ, блока выборки команд (IFU) и блока упорядочивания команд (ISU), который обслуживает два суперсреза. Ядро SMT8 имеет два набора кэшей L1, а также IFU и ISU для питания четырех суперсрезов. В результате 12-ядерная и 24-ядерная версии POWER9 состоят из одинакового количества срезов (по 96 каждый) и одинакового объема кэша L1.
Ядро POWER9, будь то SMT4 или SMT8, имеет 12-ступенчатый конвейер (на пять этапов короче, чем у его предшественника POWER8 ), но стремится сохранить тактовую частоту около 4 ГГц. [1] Он будет первым, включающим элементы Power ISA v.3.0 , выпущенного в декабре 2015 года, включая инструкции VSX-3 . [8] Конструкция POWER9 выполнена модульной и используется в большем количестве вариантов процессоров, а также используется для лицензирования по другому производственному процессу, чем у IBM. [9] На чипе имеются сопроцессоры для сжатия и криптографии, а также большой кэш eDRAM L3 с малой задержкой. [3]
POWER9 поставляется с новой архитектурой контроллера прерываний под названием «EXternal Interrupt Virtualization Engine» (XIVE), которая заменяет гораздо более простую архитектуру, которая использовалась в POWER4–POWER8. XIVE также будет использоваться в Power10 . [10] [11] [12]
Уменьшить/увеличить масштаб [ 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 подключаемой памяти DDR4. [1] [3] [9] (планируется к выпуску в 2017 году)
- IBM POWER9 SU — вариант масштабирования , оптимизированный для четырех и более сокетов, для больших компьютеров NUMA с пропускной способностью до 230 ГБ/с для буферизованной памяти. [1] [9] (использует сигнализацию «25,6 ГГц» с интерфейсом PowerAXON 25 GT/sec Link). [13] )
Оба варианта POWER9 могут поставляться в версиях с отключенными некоторыми ядрами из соображений производительности , например, Raptor Computing Systems сначала продавала 4-ядерные чипы, и даже IBM изначально продавала свои системы AC922 с не более чем 22-ядерными чипами, хотя оба типа чипы имеют на кристалле 24 ядра. [14] [4]
Ввод/вывод [ править ]
На кристалле имеется множество возможностей, помогающих обеспечить высокую производительность внешнего ввода -вывода :
- Вариант SO имеет встроенные контроллеры DDR4 для непосредственно подключенной оперативной памяти, а вариант SU будет использовать внекристальную архитектуру Centaur , представленную в POWER8, для включения высокопроизводительного кэша eDRAM L4 и контроллеров памяти для оперативной памяти DDR4. [1] [3]
- для Межсоединения Bluelink тесного подключения графических сопроцессоров Nvidia (через NVLink v.2 ) и OpenCAPI . ускорителей [15]
- общего назначения Соединения 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 ) подключается для подключения других процессоров POWER9 на той же материнской плате или в других близко расположенных корпусах.
Типы чипов [ править ]
Чипы POWER9 могут быть изготовлены с двумя типами ядер, а также в конфигурации Scale Out или Scale Up. Ядра POWER9 — это 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. Чипы POWER9, предназначенные для Scale Out, могут поддерживать напрямую подключенную память, тогда как чипы Scale Up предназначены для использования на машинах с более чем двумя разъемами ЦП и используют буферизованную память. [16] [1]
| PowerNV | PowerVM | |
|---|---|---|
| 24 ядра SMT4 | 12 × ядро SMT8 | |
| Масштабировать | Облако | неизвестный |
| Масштабировать | Кучевые облака |
Модули [ править ]
На портале IBM для OpenPOWER перечислены три доступных модуля для чипа Nimbus, хотя вариант Scale-Out SMT8 для PowerVM также использует модуль/сокет LaGrange: [17]
- Sforza — 50 мм × 50 мм, 4 DDR4, 48 линий PCIe, 1 XBus 4B [18]
- Монца — 68,5 × 68,5 мм, 8 DDR4, 34 линии PCIe, 1 XBus 4B, 48 линий OpenCAPI [19]
- LaGrange — 68,5 × 68,5 мм, 8 DDR4, 42 линии PCIe, 2 XBus 4B, 16 линий OpenCAPI [20]
В модулях Sforza используется 2601-контактный разъем наземного массива (LGA). [21]
Системы [ править ]
 | Этот список (который может содержать даты, числа и т. д.) может быть лучше в формате сортируемой таблицы . ( апрель 2020 г. ) |
Вычислительные системы Raptor Raptor / Engineering
Talos II – двухпроцессорная рабочая станция/серверная платформа с процессорами POWER9 SMT4 Sforza; [22] доступен в виде сервера 2U, сервера 4U, башни или материнской платы EATX. Продается как безопасный и управляемый владельцем с программным бесплатным обеспечением и прошивкой с открытым исходным кодом . Первоначально поставляется с 4-ядерным процессором, [23] 8-ядерный, [24] 18-ядерный, [25] и 22-ядерный [26] варианты чипов до тех пор, пока не появятся чипы с большим количеством ядер. [27] [28]
Talos II Lite – односокетная версия материнской платы Talos II, выполненная на той же печатной плате. [29]
Blackbird - однопроцессорная платформа microATX с процессорами SMT4 Sforza (вариант до 8 ядер мощностью 160 Вт), 4–8 ядер, 2 слота оперативной памяти (общая поддержка до 256 ГиБ ) [30]
Партнерство Google и Rackspace [ править ]
Barreleye G2/Zaius – двухпроцессорная серверная платформа на процессорах LaGrange; [22] в корпусах Barreleye G2 и Zaius используется материнская плата Zaius POWER9. [31] [32] [33]
ИБМ [ править ]
Система питания AC922 — 2U, 2 × POWER9 SMT4 Monza, до 6 × графических процессоров Nvidia Volta, 2 × подключенных ускорителя CAPI 2.0 и 1 ТиБ оперативной памяти DDR4. AC здесь является аббревиатурой ускоренных вычислений; эта система также известна как «Уизерспун» или «Ньюэлл». [22] [34] [35] [36] [37]
Система питания L922 — 2U, 1–2× POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 4 ТиБ оперативной памяти DDR4 (1 ТиБ = 1024 ГиБ), PowerVM под управлением Linux . [38] [39]
Система питания S914 — 4U, 1 × POWER9 SMT8, 4–8 ядер, до 1 ТиБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением AIX / IBM i / Linux. [38] [39]
Система питания S922 — 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–11 ядер на процессор, до 4 ТиБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением AIX/IBM i/Linux. [40]
Система питания S924 — 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 4 ТиБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением AIX/IBM i/Linux. [38] [39] [41]
Power System H922 — 2U, 1–2× POWER9 SMT8, 4–10 ядер на процессор, до 4 ТиБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением SAP HANA (в Linux) с AIX/IBM i на 25 % системы. [38] [39] [42]
Power System H924 — 4U, 2× POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 4 ТиБ ОЗУ DDR4, PowerVM под управлением SAP HANA (в Linux) с AIX/IBM i на 25 % системы. [38] [39] [42]
Система питания E950 — 4U, 2–4 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 16 ТиБ буферизованной оперативной памяти DDR4 [43]
Система питания E980 — 1–4 × 4U, 4–16 × POWER9 SMT8, 8–12 ядер на процессор, до 64 ТиБ буферизованной оперативной памяти DDR4 [44]
Консоль аппаратного управления 7063-CR2 — 1U, 1 × POWER9 SMT8, 6 ядер, 64–128 ГБ оперативной памяти DDR4. [45]
Penguin Computing [ править ]
Magna PE2112GTX – двухпроцессорный сервер высотой 2U для высокопроизводительных вычислений с использованием процессоров LaGrange. Производитель Wistron. [46]
Суперкомпьютеры IBM [ править ]
Summit и Sierra . Министерство энергетики США совместно с Национальной лабораторией Ок-Риджа и Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса заключило контракт с IBM и Nvidia на создание двух суперкомпьютеров, Summit и Sierra , на базе процессоров POWER9 в сочетании с графическими процессорами Volta от Nvidia . Эти системы планируется запустить в эксплуатацию в 2017 году. [47] [48] [49] Sierra основана на вычислительном узле IBM Power Systems AC922. [35] Первые стойки Summit были доставлены в Национальную лабораторию Ок-Ридж 31 июля 2017 года. [50]
MareNostrum 4. Один из трех кластеров в блоке новых технологий четвертого суперкомпьютера MareNostrum представляет собой кластер POWER9 с графическими процессорами Nvidia Volta. Ожидается, что после установки этот кластер обеспечит более 1,5 петафлопс вычислительной мощности. Блок новых технологий MareNostrum 4 существует для проверки того, могут ли новые разработки «подходить для будущих версий MareNostrum». [51]
Поддержка операционной системы [ править ]
Как и его предшественник, POWER9 поддерживается FreeBSD . [52] IBM AIX , IBM i , Linux (работающие как с PowerVM, так и без него) и OpenBSD . [53]
Реализация поддержки POWER9 в ядре Linux началась с версии 4.6 в марте 2016 года. [54]
Red Hat Enterprise Linux (RHEL), SUSE Linux Enterprise (SLES), Debian Linux , Ubuntu Linux и CentOS поддерживаются с августа 2018 г. [update]. [55] [56] [57] [58] [59]
Менеджер пакетов GNU Guix также поддерживает POWER9, но в настоящее время только с другой операционной системой для его размещения, т. е. без системы GNU Guix . [60]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Big Blue стремится к небу с помощью Power9
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Шах, Агам (23 августа 2016 г.). «24-ядерный чип IBM Power9: 5 вещей, которые вам нужно знать» . ПКМир.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж МакКреди, Брэд (апрель 2016 г.). «OpenPOWER и дальнейшие планы» (презентация) . Фонд OpenPOWER .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Морган, Тимоти Прикетт (5 декабря 2017 г.). «Power9 — народу» . Следующая платформа .
Чип Nimbus Power9, используемый в AC922, представляет собой однокристальный модуль с 24 ядрами на кристалле. Машины Summit и Sierra на базе AC922 получат 22-ядерные версии чипов... Позже IBM сможет, когда производительность Power9 улучшится, добавить 24-ядерный вариант.
- ^ Уильямс, Крис (07 апреля 2016 г.). «Power9: Google вызывает у Intel мигрень, связанную с переворотом чипов, IBM пытается заманить большой бизнес» . Регистр.
- ^ «63-е издание Списка ТОП500 (июнь 2024 г.)» .
- ^ «ORNL запускает суперкомпьютер Summit | ORNL» .
- ^ Добавлена полная поддержка binutils Power ISA 3.0 / POWER9.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Перспективы революции Power9
- ^ Контроллер прерываний POWER9 XIVE
- ^ IBM Power 9 XIVE обеспечивает повышение производительности ввода-вывода
- ^ «Микроватт растет» - Пол Маккеррас (LCA 2021 Online)
- ^ «Масштабируемый процессор IBM POWER9» (PDF) .
AXON @ 25,6 ГГц против DDR4 @ 3200 МГц
- ^ «Вычислительные системы Raptor::CP9M01 Введение» . www.raptorcs.com . Проверено 17 ноября 2017 г.
- ^ NVLink 2.0 от Nvidia впервые появится на серверах Power9 в следующем году.
- ^ Стючели, Джефф (26 января 2017 г.). «Вебинар POWER9» (Видеозапись/слайды) . Группа виртуальных пользователей AIX. - Слайды (PDF) - на странице AIX VUG есть ссылки на слайды и видео.
- ^ Гангиди, Ади. «Позвольте мне прокомментировать LaGrange POWER9» . Твиттер .
- ^ Портал IBM для OpenPOWER - POWER9 - Модуль Sforza
- ^ Портал IBM для OpenPOWER - POWER9 - Модуль Monza
- ^ Портал IBM для OpenPOWER - POWER9 - Модуль LaGrange
- ^ «Руководство пользователя материнской платы T2P9D01» (PDF) . Вычислительные системы Раптор. 2018.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Raptor Computing Systems Wiki — OpenPOWER
- ^ «Вычислительные системы Raptor::CP9M01» . www.raptorcs.com . Проверено 3 марта 2018 г.
- ^ «Вычислительные системы Raptor::CP9M02» . www.raptorcs.com . Проверено 3 марта 2018 г.
- ^ «Вычислительные системы Raptor::CP9M06» . www.raptorcs.com . Проверено 3 марта 2018 г.
- ^ «Вычислительные системы Raptor::CP9M08» . www.raptorcs.com . Проверено 20 мая 2018 г.
- ^ «Raptor Computing Systems::TL2WK2» (описание товара) . Вычислительные системы Раптор .
- ^ «Вычислительные системы Raptor:: Часто задаваемые вопросы» . www.raptorcs.com . Проверено 17 ноября 2017 г.
- ^ «Материнская плата Talos II Lite» . Проверено 29 июня 2018 г.
- ^ «Материнская плата Blackbird™ (только плата)» . www.raptorcs.com . Проверено 1 февраля 2019 г.
- ^ Зипфель, Джон; Липперт, Роб. «Представляем открытый сервер Zaius, Google и Rackspace под управлением IBM POWER9» (сообщение в блоге) . Блог об облачной платформе Google . Google.
- ^ Липперт, Роб; Салливан, Аарон; Гангиди, Ади; Да, Поли (07.12.2016). «Спецификация Zaius / Barreleye G2: корпус, материнская плата, блок питания Lunchbox — версия 0.5.3» (PDF) . Гитхаб . Открытый вычислительный проект.
- ^ Салливан, Аарон (08 марта 2017 г.). «Последние новости о нашем сервере Zaius/Barreleye G2 Open Compute-OpenPOWER» (сообщение в блоге) . Официальный блог Rackspace . Рэкспейс.
- ^ Дэвид Бейдер - Твиттер
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Как вы можете повысить ускорение с помощью OpenCAPI уже сегодня!
- ^ Сервер IBM Power System AC922 (8335-GTG) помогает вам использовать революционное ускорение производительности искусственного интеллекта, HPDA и HPC для более быстрого получения аналитической информации.
- ^ «IBM Power System AC922 — Подробности — США» . Торговая площадка IBM . 6 декабря 2017 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и 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
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и https://www.nextplatform.com/2018/02/15/ins-outs-ibms-power9-zz-systems/ Все тонкости систем IBM Power9 ZZ
- ^ «IBM Power System S922 — Подробности» . ИБМ .
- ^ Гриффитс, Найджел (14 февраля 2018 г.). «Первый взгляд на масштабируемый IBM POWER9 S924» (видео) . Ютуб .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Морган, Тимоти Прикетт (14 февраля 2018 г.). «Наконец-то IBM i наконец-то получит Power9 — ИТ-джунгли» . IT-джунгли .
- ^ «Технические данные аппаратного обеспечения IBM Systems IBM Power System E950» (PDF) .
- ^ «Техническое описание аппаратного обеспечения IBM Systems IBM Power System E980» (PDF) . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ IBM Power Systems представляет новую консоль управления оборудованием для серверов на базе технологии IBM POWER.
- ^ @TomJHill35 (15 ноября 2017 г.). «@PenguinHPC демонстрирует результаты по-настоящему открытого сотрудничества с их новейшей системой #POWER9 #openpower #hpc…» ( Твит ) . Проверено 16 ноября 2017 г. - через Twitter .
- ^ NVIDIA Volta, земельные контракты IBM POWER9 на новые суперкомпьютеры правительства США
- ^ Домашняя страница саммита ORNL
- ^ Лоуренс Ливермор подписывает контракт с IBM
- ^ ORNL строит самый умный суперкомпьютер в мире
- ^ «МареНострум» . БСК-ЦНС . Суперкомпьютерный центр Барселоны . Проверено 30 октября 2017 г.
- ^ «Версия FreeBSD, добавляющая в систему идентификатор ЦП POWER9» . svnweb.freebsd.org . Проверено 11 октября 2018 г.
- ^ «Доступны первые снимки powerpc64» . Проверено 7 июля 2020 г.
- ^ «Linux 4.6 начинает закладывать основу для POWER9» . Фороникс . 18 марта 2016 г.
- ^ «Red Hat Enterprise Linux 7.4 для IBM Power LE (POWER9) — Примечания к выпуску — Портал клиентов Red Hat» . access.redhat.com . Проверено 17 ноября 2017 г.
- ^ «PPC64 — Debian Wiki» . wiki.debian.org . Проверено 17 ноября 2017 г.
- ^ «Дистрибутивы Linux и варианты виртуализации для POWER8 и POWER9 Linux в системах Power» . www.ibm.com . Проверено 12 ноября 2023 г.
- ^ «SUSE Linux Enterprise Server для POWER | SUSE» . www.suse.com . Проверено 17 ноября 2017 г.
- ^ «Выпуск для CentOS Linux 7 (1804) на POWER9 (ppc64le)» . lists.centos.org . Проверено 15 августа 2018 г.
- ^ «Новая поддерживаемая платформа: powerpc64le-linux» . guix.gnu.org . Проверено 2 марта 2023 г.