Кіріспе

2004 жылғы IBM мультипроцессорлар отбасы

POWER5 – IBM компаниясы әзірлеген және өндірген микропроцессор. Ол POWER4-тің жақсартылған нұсқасы болып табылады. Басты жақсартулар – бір уақытта көп өрістемелі жұмыс (SMT) қолдауы және чиптегі жад контроллері. POWER5 – екі ядролы микропроцессор, әр ядросы бір физикалық және екі логикалық өріс қолдайды, жалпы саны екі физикалық және төрт логикалық өріс.

Тарих

Микропроцессордың техникалық ерекшеліктері алғаш рет 2003 жылы Hot Chips конференциясында ұсынылды. Көбірек толық сипаттама 2003 жылдың 14 қазанында өткен Микропроцессорлар форумында берілді. POWER5 ашық сатылмады және тек IBM мен олардың серіктестері ғана пайдаланды. Микропроцессорды қолданатын жүйелер 2004 жылы таныстырылды. POWER5 жоғары деңгейдегі кәсіптік серверлер нарығында, көбінесе Intel Itanium 2-ге және аздау дәрежеде Sun Microsystems UltraSPARC IV және Fujitsu SPARC64 V процессорларына қарсы бәсекелестік етті. Ол 2005 жылы жақсартылған нұсқасы POWER5+ процессорымен алмастырылды.

Сипаттама

POWER5 – POWER4 машинасының одан әрі жетілдірілген нұсқасы. Екітаспалы көп өрістілікті (multithreading) енгізу, әр өріс үшін жеке қайтару стегінің, бағдарламалық тізімдегіштің, команда буферінің, топтық аяқтау блогының және сақтау кезегінің дубликациялануын талап етті. Реестрлік файлдар мен орындау бірліктері сияқты көптеген ресурстар ортақ қолданылады, бірақ әр өріс өзінің реестрлер жиынтығын көреді. POWER5 бір мезгілде көп өрістілікті (SMT) қолдайды, онда екі өріс бір уақытта орындалады. POWER5 ағымдағы жұмыс жүктемесіне оңтайландыру үшін SMT-ні өшіруге болады. Екі өріс көптеген ресурстарды, мысалы реестрлік файлдарды ортақ пайдаланғандықтан, олардың сыйымдылығы өнімділіктің төмендеуін өтеу үшін көп жағдайда арттырылды. POWER4-тегі бүтін сандық және қозғалмалы нүктелік регистрлердің саны 80-нен 120-ға, ал 72 қозғалмалы нүктелік регистрлерден 120-ға дейін арттырылды. Қозғалмалы нүктелік командалар кезегінің сыйымдылығы да 20-дан 24-ке дейін ұлғайтылды. L2 біріктірілген кэштің сыйымдылығы 1,875 МБ-қа дейін арттырылды және жиынтық ассоциативтігі 10-ға орнатылды. Бірыңғай L3 кэші бөлек чиптерде орналасқаннан гөрі, тікелей процессор корпусына орналастырылды. Оның сыйымдылығы 36 МБ-қа дейін арттырылды. POWER4 сияқты, кэш екі ядро арасында ортақ қолданылады. Кэшке негізгі жиіліктің жартысына дейін жылдамдықпен жұмыс істейтін екі бір бағытты 128 биттік шина арқылы қол жеткізіледі. Процессордағы жад контроллері 64 ГБ-ға дейін DDR және DDR2 жадын қолдайды. Ол микропроцессорға екі желілік жад модульдерін (DIMM) қосатын сыртқы буферлермен байланыс үшін жоғары жиілікті тізбекті шиналарды пайдаланады. POWER5 276 миллион транзистордан тұрады және оның ауданы 389 мм² құрайды. Ол IBM компаниясы 0,13 мкм кремний изоляторы (SOI) технологиясымен, толықтырылған металл-оксидті жартылай өткізгіш (CMOS) процесінде, мыс қосылыстарының сегіз қабатымен жасалған. POWER5 чипі екі чипті модульге (DCM) немесе көп чипті модульге (MCM) орнатылған. DCM бір POWER5 чипінен және оған сәйкес L3 кэш чипінен тұрады. MCM төрт POWER5 чипінен және төрт L3 кэш чипінен тұрады, әр POWER5 чипі үшін біреуден, және оның өлшемдері 95 мм х 95 мм. Жоғары деңгейдегі жүйелердегі бірнеше POWER5 процессорларын ViVA (Virtual Vector Architecture) деп аталатын технология арқылы біріктіріп, бір векторлық процессор ретінде пайдалануға болады.

POWER5+

POWER5+ – 2005 жылғы 4 қазанда ұсынылған POWER5 процессордың жақсартылған нұсқасы. Алғашқы жақсартулар жаңа технологиямен өндірілгендіктен, қуат тұтынудың төмендеуі болды. POWER5+ чипі 90 нм өндіріс процесін пайдаланады. Бұл чип өлшемінің 389 мм²-ден 243 мм²-ге дейін азаюына әкелді. Бастапқыда сағат жиілігі өсген жоқ және 1,5–1,9 ГГц аралығында сақталды. 2006 жылғы 14 ақпанда жаңа нұсқалар сағат жиілігін 2,2 ГГц-қа, ал 2006 жылғы 25 шілдеде 2,3 ГГц-қа дейін көтерді. POWER5+ бұрынғы POWER5 микропроцессорларымен бірдей корпуста шығарылды, сонымен қатар екі POWER5+ және екі L3 кэш-чипі бар төрт чипті модуль (QCM) түрінде де қол жетімді болды, әр POWER5+ чипіне бір кэш-чипінен. Бұл QCM чиптері 1,5–1,8 ГГц жиілігінде жұмыс істеді.

Өнімдер

IBM System p және System i серверлік отбасыларында, DS8000 сақтау серверінде, сондай-ақ өзінің жоғары деңгейдегі Infoprint принтерлерінде DCM және MCM POWER5 микропроцессорларын қолданады. IBM өзінің жоғары сапалы IntelliStation POWER 285 жұмыс станциясында DCM POWER5 микропроцессорларын пайдаланады. POWER5 микропроцессорларын үшінші тарап пайдаланушылары – Groupe Bull, оның Escala серверлерінде және Hitachi, оның SR11000 компьютерлерінде, онда 128-ге дейін POWER5+ микропроцессорлары орнатылған, олардың бірнеше орналымдары 2007 жылғы TOP500 суперкомпьютерлер тізіміне енген. IBM System p5 510Q, 520Q, 550Q және 560Q серверлерінде POWER5+ QCM-ді қолданады.