Bug Online

Nova generacija IBM-ovih procesora službeno je lansirana 8. veljače ove godine u New Yorku. Nama su karakteristike novih procesora i servera temeljenih na njima prezentirane dva dana kasnije u Londonu, dočim je u Hrvatskoj POWER7 premijeru doživio tek 18. veljače u sklopu poslovnog okupljanja Systems Open Door održanog u zagrebačkom hotelu Aristos. POWER7 i pripadajući serveri IBM-ov su alat za osvajanje još većeg kolača tržišta servera temeljenih na Unixu čija se vrijednost procjenjuje na 14 milijardi USD. IBM je na ovom tržištu od 2005. godine uspio pod svoje okrilje prebaciti oko 2.200 bivših mušterija HP-a i Suna te time za 12% povećati svoj tržišni udio.

Kao što smo već naveli u podnaslovu teksta, tržište high-end servera u posljednjih godinu-dvije nije bilo osobito turbulentno. Intel je više puta odgađao novu generaciju svoje high-end arhitekture Itanium, a Sun je odustao od procesora nove arhitekture razvijanih pod kodnim imenom Rock. S obzirom na nesposobnost konkurencije, IBM se nije previše trudio osvježiti svoju liniju Power procesora. Posljednje osvježenje Power serije prije POWER7, POWER6+, donijelo je u odnosu na svog prethodnika tek nešto viši radni takt i dodatne instrukcije. Takt od 6 GHz koji je IBM originalno obećavao nikad nije dostignut (maksimalni takt produkcijskih procesora iznosio je 5 GHz), a odustalo se i od implementacije dodatnih jezgara.

Natrag tradiciji

Prije nego što krenemo u pregled nove IBM-ove arhitekture, spomenimo par bitnih činjenica u vezi stare arhitekture, koja je već na tržištu. POWER6 i, konsekventno, POWER6+ specifični su po svom vrlo visokom radnom taktu. U slučaju novijeg procesora, takt je dostigao vrijednost od 5 GHz, što je vrlo visoka brojka ako imamo na umu da se takt modernih višejezgrenih procesora kreće oko 3,2 GHz (high-end modeli). IBM-ovi inženjeri svjesno su išli na viši takt po cijenu više potrošnje i potencijalno manjeg broja jezgara. Naime, premda performanse mnogih serverskih aplikacija uvelike profitiraju od dodavanja jezgara, dio aplikacija i dalje više preferira visoke performanse pojedinačnih jezgara procesora te velik kapacitet cachea.

Kod POWER-a 7 fokus je ponovo vraćen na povećanje broja jezgara, pa procesor u svojoj punokrvnoj inkarnaciji ima osam fizičkih jezgara od kojih svaka može izvršavati do četiri threada. Ovakva razina integracija zahtijevala je smanjenje proizvodnog procesora, pa je POWER7 prvi IBM-ov procesor načinjen 45-nanometarskim SOI procesom. Ako je suditi prema specifikacijama dostupnim na Internetu, arhitektura jezgara novog procesora osjetno je ojačana u odnosu na POWER6. Naime, premda imaju jednak broj jedinica za cjelobrojne operacije (njih dvije), jezgre POWER7 procesora raspolažu četirima, a ne dvjema jedinicama za operacije s pomičnim zarezom.

Posebno je zanimljiva implementacija cachea. Svaka jezgra ima 32 kB L1 cachea i 256 kB L2 cachea, dočim sve jezgre u čipu imaju pristup zajedničkom 32-megabajtnom L3 cacheu koji je ugrađen izravno u procesor. Integracija ovako velike količine memorije izravno na istu pločicu silicija na kojoj nalazimo i jezgre zahtijevalo je uporabu specifične tehnologije - eDRAM-a.

Cache memorija najčešće se izrađuje od SRAM-a koji je lak za proizvodnju i implementaciju, no istovremeno je vrlo neefikasan po pitanju zauzeća prostora. Za ilustraciju, POWER7 načinjen je od otprilike 1,2 milijarde tranzistora. Da je za implementaciju L3 cachea korišten SRAM, čip bi se morao sastojati od oko dvije milijarde tranzistora. S upravo ovolikim brojem tranzistora može se pohvaliti nova inkarnacija Intelovog Itaniuma koja raspolaže s četiri fizičke jezgre i 24 MB on-chip L3 cachea implementiranog s pomoću SRAM-a.

Premda eDRAM osim štedljivosti u pogledu prostora nudi i štedljivost u pogledu potrošnje energije, ima dva nedostatka - teže ga je implementirati u procesor te ima niže performanse od SRAM-a. IBM-ovi su inženjeri po svemu sudeći zaključili da će radije koristiti sporiji L3 cache te iskoristiti ušteđene tranzistore za implementaciju dodatnih funkcija u jezgre procesora. Prema službenim informacijama iz IBM-a, zbog integracije u procesor pristup L3 cacheu uvelike je ubrzan u odnosu na starija rješenja. Konkretno, jezgrama novog procesora u usporedbi s generacijom sa starijom arhitekturom potrebna je samo šestina vremena za pristupanje podacima u L3 cacheu.

Što se tiče radne memorije, novi čipovi imaju dva DDR3 kontrolera koji mogu osigurati propusnost od maksimalno 100 GB/s. Na čipu također nalazimo kontroler za IBM-ovo sučelje MultiPath kojim se POWER7 međusobno spajaju u većim sustavima. Ovo sučelje nudi maksimalnu propusnost od 360 GB/s, što je vrijednost koju ne može dotaknuti nijedno konkurentsko rješenje.