IBM Power E870は、最大80個のPOWER8コアと8TB のRAMを搭載して構成できます。 POWER8は、 Power ISA に基づいたスーパースカラマルチコア マイクロ プロセッサ のファミリーで、2013年8月にHot Chipsカンファレンスで発表されました。この設計はOpenPOWER Foundationの 下でライセンス供与されており、IBMの最高級プロセッサがこのような形で利用可能になるのはこれが初めてです。[ 1 ] [ 2 ]
IBMは2014年6月にPOWER8ベースのシステムを提供開始した。[ 3 ]
デザイン POWER8は、各コアが同時に8つのハードウェアスレッドを処理できる、大規模なマルチスレッドチップとして設計されており、12コアチップでは合計96のスレッドが同時に実行されます。このプロセッサは、オンチップおよびオフチップのeDRAMキャッシュを大量に使用し、オンチップメモリコントローラにより、メモリおよびシステムI/Oへの非常に高い帯域幅を実現しています。ほとんどのワークロードにおいて、このチップは前世代の POWER7 よりも2～3倍高速に動作すると言われています。[ 4 ]
POWER8 チップには 6 コアまたは 12 コアのバリアントがあります。[ 5 ] [ 6 ] 22 nm シリコン オン インシュレーター (SOI) プロセスで製造されています。12 コア バージョンは 42 億個のトランジスタで構成され[ 7 ] mm 2 ですが、 6 コア バージョンはわずか 362 mm 2 です。[ 3 ]
POWER8 は、メモリコントローラ機能をプロセッサからメモリ側に移動させることで分割しています。スケジューリングロジック、メモリエネルギー管理、およびRAS 決定ポイントは、いわゆるメモリ バッファ チップ (別名Centaur ) に移動されます。[ 16 ] [ 17 ] また、チップあたり 16 MB の追加L4 キャッシュ (プロセッサあたり最大 128 MB) (1 MB = 1024 KB) 用のキャッシュ構造も含まれています。システム アーキテクチャに応じて、メモリ バッファ チップはメモリ モジュール (カスタム DIMM/CDIMM、たとえば S824 および E880 モデル) 上、または標準 DIMM を保持するメモリ ライザー カード (たとえば S822LC モデル) 上に配置されます。[ 18 ]
メモリバッファチップは、高速マルチレーンシリアルリンクを使用してプロセッサに接続されています。各バッファチップを接続するメモリチャネルは、一度に2バイトの書き込みと1バイトの読み出しが可能です。初期のエントリーモデルでは8 GB /sで動作し、 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 16 ]
各メモリ バッファ チップには 4 つのインターフェースがあり、プロセッサ リンク インターフェースを変更することなく1600 MHz でDDR3 またはDDR4 メモリを使用できます。結果としてプロセッサあたり 32 のメモリ チャネルが実現し、メモリ バッファ チップと DRAM バンク間のピーク アクセス レートは 409.6 GB/s になります。当初は 16 GB、32 GB、64 GB の DIMM のサポートに限定され、プロセッサでアドレス指定できるメモリは最大 1 TB でした。その後、128 GB および 256 GB DIMM のサポートが発表され、[ 19 ] [ 21 ]
仕様 POWER8 [ 22 ] [ 23 ] KB の L1 データ キャッシュ、命令フェッチユニットに 32 KB の L1 命令キャッシュ、および密接に統合された 512 KB の L2 キャッシュを備えています。1 サイクルで、各コアは最大 8 つの命令をフェッチし、最大 8 つの命令をデコードしてディスパッチし、最大 10 個の命令を発行して実行し、最大 8 つの命令をコミットできます。[ 24 ]
各POWER8コアは、主に以下の6つの実行ユニット で構成されています。
各コアには16個の実行パイプラインがあります。
4×16エントリのより大きな発行キュー、改良された分岐予測器を備え、2倍のキャッシュミスを処理できます。各コアは8ウェイハードウェアマルチスレッドで、1つ、2つ、4つ、または8つすべてのスレッドをアクティブにするように動的かつ自動的にパーティション分割できます。[ 1 ] POWER8はハードウェアトランザクショナルメモリ のサポートも追加しました。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
POWER8 プロセッサは、6 または 12 チップレット設計で、4、6、8、10、または 12 個のアクティブ化されたチップレットのバリエーションがあり、1 つのチップレットは 1 つの処理コア、64 バイト幅のバス (前世代の 2 倍の幅[ 1 ] ) 上の 512 KB のSRAM L2 キャッシュ、およびすべてのチップレットで共有可能な8 MB の L3 eDRAM キャッシュで構成されています。 [ 5 ] PCI Express コントローラは、システムの他の部分への 48 GB/s の I/O を処理できます。コアは 2.5 GHz から 5 GHz のクロックレートで動作するように設計されています。[ 15 ]
IBMのスケールアウトサーバー では、6コアチップがデュアルチップモジュール（DCM）にペアで搭載されています。ほとんどの構成ではすべてのコアがアクティブになるわけではないため、実際のコア数が異なる様々な構成が存在します。12コアバージョンは、ハイエンドのE880およびE880Cモデルで使用されています。
IBMのシングルチップPOWER8モジュールはTurismo [ 29 ] [ 30 ]
NVLink搭載のPOWER8 これは、IBM のオリジナルの 12 コア POWER8 の改訂版で、以前はPOWER8+と呼ばれていました。主な新機能は、Nvidia のバス技術 NVLink をサポートし、最大 4 つの NVLink デバイスをチップに直接接続できることです。IBM は、他の POWER8 ソケットへの SMP 接続用のA バス と PCI インターフェースを削除し、NVLink インターフェースに置き換えました。2 番目の CPU ソケットへの接続は、X バス を介して提供されるようになりました。それ以外と、サイズが 659 mm 2 にわずかに増加したことを除けば、以前の POWER8 プロセッサとの違いは最小限のようです。[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]
システム E870の背面図。システム制御ユニットが上部にあり、システムノードが中央にある[ 19 ]。 IBM スケールアウトサーバーは 、それぞれデュアルチップモジュールと2つの6コアPOWER8プロセッサを搭載したソケットを1つまたは2つサポートします。2Uまたは4Uの フォームファクタと1つのタワー構成があります。「L」バージョンはLinux のみを実行しますが、その他はAIX 、IBM i 、Linuxを実行します。「LC」バージョンはOpenPOWERパートナーによって構築されています。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] Power Systems S812L – POWER8 DCM（4、6、または8コア）×1、2U Power Systems S814 – POWER8 DCM（6コアまたは8コア）×1、4Uまたはタワー型 Power Systems S822 およびS822L – POWER8 DCM（6、10、12または20コア）×1または×2、2U Power Systems S824 およびS824L – POWER8 DCM（6、8、12、16または24コア）×1または×2、4U Power Systems S821LC "Stratton" – 2× POWER8 SCM (8 または 10 コア)、1U。最大 512 GB の DDR4 RAMを 4 つの Centaur L4 チップでバッファリング。Supermicro 製。[ 42 ] Power Systems S822LC for Big Data "Briggs" – 2× POWER8 SCM (8または10コア)、2U。最大512 GBのDDR4 RAMは4つのCentaur L4チップによってバッファリングされています。Supermicro製。[ 42 ] エンタープライズサーバーは 、4つのソケットを持つノードをサポートし、各ノードには8、10、または12コアのモジュールが搭載され、最大16ソケット、128コア、16TBのRAMを搭載できます。これらのマシンは、 AIX 、IBM i 、またはLinuxを 実行できます。[ 19 ] Power Systems E850 – 2×、3×または4× POWER8 DCM（8、10または12コア）、4U Power Systems E870 – 5Uノードを1台または2台搭載可能。各ノードには8コアまたは10コアのPOWER8シングルチップモジュールを搭載したソケットが4つあり、合計最大80コアまで対応。 Power Systems E880 – 5Uノードを1台、2台、3台、または4台構成。各ノードには8コアまたは12コアのPOWER8シングルチップモジュールを搭載したソケットが4つあり、合計最大192コアまで搭載可能。 高性能コンピューティング ： Power Systems S812LC – 1× POWER8 SCM (8または10コア)、2U。Tyan社製。[ 43 ] Power Systems S822LC "Firestone" – 2 × POWER8 SCM (8 または 10 コア)、2U。2 基の Nvidia Tesla K80 GPU と最大 1 TB の汎用 DDR3 RAM。Wistron 製。[ 37 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] Power Systems S822LC for HPC "Minsky" – 2× POWER8+ SCM (8 または 10 コア)、2U。最大 4 基のNVLink 対応 Nvidia Tesla P100 GPU と最大 1 TB の汎用 DDR4 RAM を搭載可能。Wistron社 製。[ 42 ] [ 46 ] ハードウェア管理コンソール 7063-CR1 HMC – 1× POWER8 SCM (6コア)、1U。SuperMicroの「Stratton」設計に基づいています。[ 47 ] ティアン SP010GM2NRと呼ばれるシングルチップPOWER8ソケットを1つ搭載したATXマザーボード。 [ 29 ] Palmetto GN70-BP010 、OpenPowerリファレンスシステム。Tyanのマザーボードをベースにした2Uサーバーで、4コアのPOWER8 SCMを1基、RAMソケットを4つ搭載しています。[ 29 ] [ 48 ] Habanero TN-71-BP012。2U 、8コアPOWER8 SCM 1基、RAMソケット32個搭載[ 37 ] [ 45 ] [ 48 ] GT75-BP012。1U 、8コアまたは10コアのPOWER8 SCMを1基搭載し、RAMモジュール用のソケットが32個あります[ 49 ]。 グーグル Googleは 、内部使用のみを目的とした2つのソケットを備えたマザーボードを公開した。[ 50 ] [ 51 ] スタックベロシティ StackVelocityは、高性能なリファレンスプラットフォームであるSabaを設計しました。 インスパー Inspurは IBMとPOWER8および関連技術に基づいたサーバーハードウェアの開発に関する契約を結んだ。[ 52 ] [ 53 ] シラスカル RM4950 – 4U、4コアPOWER8 SCM、4つのNvidia Tesla K40アクセラレータ搭載。Tyanのマザーボードをベースにしている。[ 37 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 55 ] ズームネットコム RedPOWER C210 およびC220 – 2Uおよび4Uサーバー、2つのPOWER8ソケットと64個のRAMモジュール用ソケットを搭載。[ 37 ] [ 56 ] RedPOWER C310 およびC320 – 2つのCP1ソケットを備えた2Uおよび4Uサーバー。[ 56 ] 荘河 OP-1X – 1U、シングルソケット、32 RAMスロット。[ 37 ] [ 57 ] ラックスペース Barreleye – 1U、2ソケット、32 RAMスロット。Open Compute Project プラットフォームをベースに、OnMetalサービスで使用。[ 45 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] ラプター・コンピューティング・システムズ／ラプター・エンジニアリング Talos I – 未発売の4Uサーバーまたはワークステーション、1ソケット、8つのRAMスロット。[ 61 ] ペンギン・コンピューティング マグナ 製品シリーズ[ 62 ] [ 63 ]
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