IBM z196

z196マイクロプロセッサ^[1]は、 IBMがzEnterprise 196およびzEnterprise 114メイン フレームコンピュータ用に製造したチップで、2010年7月22日に発表されました。^{[2]このプロセッサは}、ニューヨーク州ポキプシー、テキサス州オースティン、ドイツのベーブリンゲンの IBMエンジニアによって3年の歳月をかけて開発され、その費用は15億ドルでした。^{[3]このプロセッサは}、IBMのニューヨーク州フィッシュキルの製造工場 で製造され、2010年9月10日に出荷が開始されました。IBMは、当時世界最速のマイクロプロセッサであると述べました。^[4]

このチップは512.3 mm ²の大きさで、IBMの45 nm CMOSシリコン・オン・インシュレータ製造プロセスで製造された14億個のトランジスタで構成されており、 5.2GHzの速度をサポートしてい ました。^[1]これは当時、商業的に販売されたCPUとしては最高のクロック速度でした。

このプロセッサは、新しいスーパースカラー、アウトオブオーダーパイプライン、および 100 個の新しい命令を備えたCISC z/Architecture を実装しています。命令パイプラインには 15 ～ 17 のステージがあり、命令キューには 40 個の命令を保持でき、最大 72 個の命令が「実行中」になります。4 つのコアがあり、各コアにはプライベート 64 KB L1 命令キャッシュ、プライベート 128 KB L1 データキャッシュ、プライベート 1.5 MB L2 キャッシュがあります。さらに、eDRAMに実装され、2 つのオンチップ L3 キャッシュコントローラによって制御される 24 MB の共有 L3 キャッシュがあります。圧縮および暗号化操作に使用される追加の共有 L1 キャッシュもあります。^[1]

各コアには、 2つの整数ユニット、2つのロードストアユニット、1つの2進浮動小数点ユニット、1つの10進浮動小数点ユニットを含む6つのRISCのような実行ユニットがあります。z196チップは、1クロックサイクルで3つの命令をデコードし、5つの操作を実行できます。^[1]

z196 チップには、メモリ障害から回復するためのRAIDのような構成をサポートするオンボードDDR3 RAM メモリ コントローラが搭載されています。また、z196 には、ホスト チャネル アダプタや周辺機器にアクセスするためのGX バスコントローラも搭載されています。さらに、各チップには暗号化機能と圧縮機能のためのコプロセッサが搭載されています。^[1]

z196 プロセッサには対称型マルチプロセッシング(SMP)用のオンダイ機能がありますが、共有キャッシュ(SC) と呼ばれる 2 つの専用コンパニオン チップがあり、それぞれ 96 MB のオフダイL4 キャッシュを追加して、合計 192 MB の L4 キャッシュになります。L4 キャッシュは、このマニュアルのすべてのプロセッサで共有されます。SC チップは 15 億個のトランジスタで構成され、面積は 478.8 mm ^{2 で}、z196 チップと同じ 45 nm プロセスで製造されています。

各チップには、チップ上の4つのコアで共有される24MBのL3キャッシュもあります。^[1]

zEnterprise System z196 はマルチチップモジュール(MCM)を使用しており、1 つのモジュールに 6 つの z196 チップを搭載できます。各 MCM には 2 つの共有キャッシュチップがあり、MCM 上のプロセッサを 40 GB/秒のリンクで接続できます。^[1]

zEnterprise Systemのモデルによってアクティブコアの数は異なります。これを実現するために、各MCMの一部のプロセッサでは4番目のコアが無効になっている場合があります。^[5]

zEnterprise System z114 は z196 プロセッサを使用していますが、MCM は使用していないため、プロセッサはシングル チップ モジュール (SCM) にパッケージ化されています。2 つの SCM と 1 つの共有キャッシュ チップがプロセッサ ドロワーに一緒にマウントされています。これらのプロセッサも 3.8 GHz の低速で動作します。^[6]

• IBM zEnterprise System 技術紹介 - IBM.com
• IBM zEnterprise System テクニカル・ガイド - IBM.com
• Real World Technologies における IBM z196 メインフレーム アーキテクチャ