power

處理器

POWER是Performance Optimization With Enhanced RISC的縮寫,是最通用的幾種CPU體系結構之一。

概述


主要指:
1. 一種由IBM公司設計開發的一種基於RISC架構的指令集體系構架(ISA),被稱為POWER ISA。
2. 是實現了POWER ISA的處理器系列的名稱。POWER系列處理器在不少IBM伺服器、超級計算機、小型計算機及工作站中。

歷史


POWER的歷史可以追溯到IBM 801處理器體系結構之前,大約1975年前後在IBM公司的T.J.Watson研究中心,John Cocke和同事們研究有關"電話呼叫轉換"的課題,這一課題中有一個目標是要求設計一款處理器,它能夠在每個時鐘周期內執行一條指令,從而在儘可能短的時間內處理儘可能多的電話呼叫,實現的這個處理器體系結構後來被稱之為IBM 801。IBM 801幾乎是第一個精簡指令系統處理器,大約120條指令,相比原有的CISC(複雜指令系統)處理器,不僅處理能力有了巨大的提升,而且功耗也更小,設計及製造成本也更低。1986年IBM推出的PC RT是第一台基於801處理器的商用計算機。
也是在1986年前後,John Cocke進入位於美國Austin到"America"項目中繼續進行CPU體系結構方面的研究,這一項目的成果成為今天的POWER/PowerPC體系結構的基礎。由於在RISC和編譯器優化方面的傑出貢獻,John Cocke獲得了1987年的圖靈獎
POWER1——第一代的POWER處理器,誕生於1990年2月,隨著IBM的RS/6000系列計算機系統發布。
POWER2——於1993年11月發布,並在當時成為性能最高的處理器。
POWER3——於1998年發布,POWER3以及隨後的POWER系列處理器均全部實施了64-bit PowerPC架構,並都不再支持更早之前的舊POWER指令集架構(ISA),包括PowerPC指令集架構或任何POWER2所追加延伸的指令,如lfq或stfq等,都不再具備與支持。
POWER4——於2001年發布,POWER4是第一款頻率超過1GHz的POWER處理器。POWER4實現了POWER ISA v.2.00。
POWER5——於2004年發布,POWER5是一款雙核處理器,並在邏輯上實現了4核心運算。
POWER6——於2007年5月發布,POWER6採用了65納米工藝設計。摒棄了亂序運算單元,而採用順序運算的流水線設計,其最高運行頻率達到了恐怖的5GHz,對應POWER ISA v.2.03。
POWER7——於2010年2月發布,POWER7採用了45納米的SOI工藝設計。運行頻率介於 3.0GHz 到 4.25GHz 之間。每個處理器集成4、6或者8核心,且每核心可以採用4路SMT線程,且由於晶元同時集成了SRAM和DRAM工藝,L3緩存最高可達32M,對應POWER ISA v.2.06。
POWER8——2013年8月26號發布,Power 8是專為雲計算伺服器而生的。Power 8處理器最大為12核心設計,超線程技術從上代產品的4-Way SMT提高到了8-Way SMT,也就說其最大能夠支持96線程,即便是Intel也只能對此望洋興嘆了。12顆核心共享96MB的三級緩存,另外還可以使用128MB的eDRAM四級緩存,但四級緩存並沒有封裝在處理器內部。
單核方面,每顆核心擁有64K的數據緩存、32K的指令緩存以及512K的二級緩存,包含有16個執行單元,分別是2個FXU、2個LSU、2個LU、4個FPU、2個VMX、1個Crypto、1個DFU、一個CR以及一個BR。相比Power 7系列來說單線程性能最大提升60%。
內存方面,Power 8總帶寬高達230GB/s,同時支持事務性內存,支持Crypto&內存擴展,另外還支持PCI-E 3.0技術。
功耗管理方面,Power 8處理器和Haswell有些相似,在晶元內部直接集成了VRM模塊,支持內部功耗控制。

其它


IBM通過網站,向其它開發者及製造商推廣POWER架構及其它衍生產品。

詞條


AIM聯盟。Apple、IBM、摩托羅拉所組成。
POWERPC(或者PPC)。