POWER9 - POWER9

SÍLA 9
Obecná informace
Spuštěno	2017
Navrhl	IBM
Běžní výrobci
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU	4 GHz
Mezipaměti
Mezipaměť L1	32+32 KiB na jádro
Mezipaměť L2	512 KiB na jádro
Mezipaměť L3	120 MiB za čip
Mezipaměť L4	přes Kentaura
Architektura a klasifikace
Min. velikost funkce	14 nm ( FinFET )
Instrukční sada	Power ISA ( Power ISA v.3.0 )
Fyzické specifikace
Jádra
Dějiny
Předchůdce	VÝKON 8
Nástupce	Výkon 10

POWER9 je rodina superskalárních , vícevláknových , vícejádrových mikroprocesorů založených na Power ISA oznámených v srpnu 2016 na konferenci Hot Chips . Procesory POWER9 založená na jsou vyráběny s použitím 14 nm FinFET proces, v 12- a 24-core verze na stupnici ven a rozšířit aplikace a případně i další varianty, protože POWER9 architektura je pro licence a modifikací podle OpenPower Členové nadace .

Summit , druhý nejrychlejší superpočítač na světě, je založen na technologii POWER9 a jako akcelerátory využívá také GPU Nvidia Tesla .

Design

Jádro

Jádro POWER9 je dodáváno ve dvou variantách, čtyřcestné vícevláknové s názvem SMT4 a osmicestné s názvem SMT8 . Jádra SMT4 a SMT8 jsou podobná, protože se skládají z řady takzvaných řezů napájených běžnými plánovači. Slice je základní 64bitové jádro s jedním vláknem pro zpracování s jednotkou úložiště úložiště (LSU), celočíselnou jednotkou (ALU) a vektorovou skalární jednotkou (VSU, která dělá SIMD a pohyblivou řádovou čárku). Super-slice je kombinace dvou plátků. Jádro SMT4 se skládá z mezipaměti L1 o velikosti 32 KiB (1 KiB = 1024 bajtů), datové mezipaměti L1 o velikosti 32 KiB, jednotky načítání instrukcí (IFU) a jednotky sekvenování instrukcí (ISU), která napájí dva super-řezy. Jádro SMT8 má dvě sady cache L1 a IFU a ISU pro napájení čtyř super-řezů. Výsledkem je, že 12jádrové a 24jádrové verze POWER9 se skládají ze stejného počtu řezů (každý 96) a stejného množství mezipaměti L1.

Jádro POWER9, ať už SMT4 nebo SMT8, má 12stupňové potrubí (o pět stupňů kratší než jeho předchůdce, POWER8 ), ale má za cíl zachovat taktovací frekvenci kolem 4 GHz. Bude prvním, který bude zahrnovat prvky Power ISA v.3.0, který byl vydán v prosinci 2015, včetně pokynů VSX-3 . Design POWER9 je vyroben tak, aby byl modulární a používal se ve více variantách procesorů a používal se pro licencování v jiném výrobním procesu, než je tomu u IBM. Na čipu jsou koprocesory pro kompresi a kryptografii a také velká mezipaměť eDRAM L3 s nízkou latencí.

POWER9 přichází s novou architekturou řadiče přerušení s názvem „eXternal Interrupt Virtualization Engine“ (XIVE), která nahrazuje mnohem jednodušší architekturu, která byla používána v POWER4 až POWER8. XIVE bude také použit v Power10 .

Zvětšit / zvětšit

IBM POWER9 SO - scale-out varianta, optimalizovaný pro Dvouprocesorový počítače s až 120 Gb / s šířkou pásma (1 GB = 1 miliarda bajtů) do přímo připojené paměti DDR4 (cílené na vydání v roce 2017)
IBM POWER9 SU -škálovatelná varianta, optimalizovaná pro čtyři zásuvky nebo více, pro velké počítače NUMA s šířkou pásma až 230 GB/s do vyrovnávací paměti (používá signalizaci „25,6 GHz“ s rozhraním PowerAXON 25 GT/sec Link)

Obě varianty POWER9 mohou být dodávány ve verzích s některými jádry deaktivovanými z důvodu výtěžnosti , protože Raptor Computing Systems nejprve prodával 4jádrové čipy a dokonce i IBM původně prodávalo své systémy AC922 s maximálně 22jádrovými čipy, přestože oba typy čipy mají na svých kostkách 24 jader.

I/O

Mnoho zařízení je na čipu, které pomáhají s masivním výkonem I/O mimo čip :

SO varianta má integrované DDR4 řadiče pro přímo připojené paměti RAM, zatímco SU varianta bude používat mimo čip Centaur architekturu, zavedeného POWER8 zařadit vysoký výkon eDRAM L4 cache a paměť regulátory pro DDR4 RAM.
Na BlueLink propojuje pro těsné upevnění grafických spolupracovníků procesorů od Nvidia (přes NVLink v.2 ) a OpenCAPI urychlovačů.
Univerzální připojení PCIe v.4 pro připojení běžných ASIC , FPGA a dalších periferií, stejně jako zařízení CAPI 2.0 a CAPI 1.0 navržených pro POWER8.
Spojení více procesorů ( symetrický víceprocesorový systém ) pro připojení dalších procesorů POWER9 na stejné základní desce nebo v jiných těsně připojených skříních.

Typy čipů

Čipy POWER9 lze vyrábět se dvěma typy jader a v konfiguraci Scale Out nebo Scale Up. Jádra POWER9 jsou buď SMT4 nebo SMT8, přičemž jádra SMT8 jsou určena pro systémy PowerVM , zatímco jádra SMT4 jsou určena pro systémy PowerNV, které nepoužívají PowerVM, a převážně používají Linux. S POWER9 mohou čipy vyrobené pro Scale Out podporovat přímo připojenou paměť, zatímco čipy Scale Up jsou určeny pro použití na strojích s více než dvěma paticemi CPU a využívají vyrovnávací paměť.

Čipy POWER9
	PowerNV	PowerVM
	24 × SMT4 jádro	12 × SMT8 jádro
Škálování	Nimbus	neznámý
Zvýšit		Kupa

Moduly

IBM Portal for OpenPOWER uvádí tři dostupné moduly pro čip Nimbus, ačkoli varianta Scale-Out SMT8 pro PowerVM také používá modul/zásuvku LaGrange:

Sforza - 50 mm × 50 mm, 4 DDR4, 48 PCIe pruhů, 1 XBus 4B
Monza - 68,5 mm × 68,5 mm, 8 DDR4, 34 pruhů PCIe, 1 XBus 4B, 48 drah OpenCAPI
LaGrange - 68,5 mm × 68,5 mm, 8 DDR4, 42 PCIe pruhů, 2 XBus 4B, 16 OpenCAPI pruhů

Moduly Sforza používají 2601kolíkovou zásuvku pro pozemní síťové pole (LGA).

Systémy

Raptor Computing Systems / Raptor Engineering

Talos II -dvousetová pracovní stanice/serverová platforma využívající procesory POWER9 SMT4 Sforza; k dispozici jako server 2U, server 4U, věž nebo základní deska EATX. Prodává se jako zabezpečený a ovládatelný vlastníkem pomocí bezplatného a otevřeného softwaru a firmwaru. Zpočátku dodáván s 4jádrovými, 8jádrovými, 18jádrovými a 22jádrovými možnostmi čipů, dokud nebudou k dispozici čipy s více jádry.

Talos II Lite -verze s jednou zásuvkou základní desky Talos II, vyrobená pomocí stejného PCB.

Kos - jednopaticový microATX platforma pomocí procesorů SMT4 Sforza (až 8-jádro 160 W varianta), 4-8 jádra, 2 RAM sloty (podporující až 256 Gib celkem)

Partnerství Google – Rackspace

Barreleye G2 / Zaius -dvousetová serverová platforma využívající procesory LaGrange; jak podvozek Barreleye G2, tak Zaius používají základní desku Zaius POWER9

IBM

Power Systems AC922 - 2U, 2 × POWER9 SMT4 Monza, až 6 × GPU Nvidia Volta, 2 × CAPI 2.0 připojené akcelerátory a 1 TiB DDR4 RAM. AC zde je zkratka pro Accelerated Computing; tento systém je také známý jako „Witherspoon“ nebo „Newell“.

Power Systems L922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 8–12 jader na procesor, až 4 TiB DDR4 RAM (1 TiB = 1024 GiB), PowerVM se systémem Linux .

Power Systems S914 - 4U, 1 × POWER9 SMT8, 4–8 jader, až 1 TiB DDR4 RAM, PowerVM se systémem AIX / IBM i / Linux.

Power Systems S922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–10 jader na procesor, až 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM se systémem AIX/IBM i/Linux.

Power Systems S924 - 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 jader na procesor, až 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM se systémem AIX/IBM i/Linux.

Power Systems H922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–10 jader na procesor, až 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM se systémem SAP HANA (na Linuxu) s AIX/IBM i až na 25% systému.

Power Systems H924 - 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 jader na procesor, až 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM se systémem SAP HANA (na Linuxu) s AIX/IBM i až na 25% systému.

Power Systems E950 - 4U, 2–4 × POWER9 SMT8, 8–12 jader na procesor, až 16 TiB vyrovnávací paměti DDR4 RAM

Power Systems E980 - 1–4 × 4U, 4–16 × POWER9 SMT8, 8–12 jader na procesor, až 64 TiB vyrovnávací paměti DDR4 RAM

Hardware Management Console 7063- CR2-1U, 1 × POWER9 SMT8, 6 jader, 64-128 GB DDR4 RAM.

Výpočet tučňáků

Magna PE2112GTX -2U, dvoupatrový server pro vysoce výkonné výpočty pomocí procesorů LaGrange. Výrobce: Wistron.

Superpočítače IBM

Oplatka POWER9 s certifikáty TOP500 pro Summit & Sierra

Summit a Sierra - K United States Department of Energy společně s Oak Ridge National Laboratory a Lawrence Livermore National Laboratory smlouvu IBM a Nvidia postavit dva superpočítače, na summit a Sierra , jsou založeny na procesorech POWER9 spojené s Nvidia Volta GPU. Tyto systémy mají být uvedeny do provozu v roce 2017. Sierra je založena na výpočetním uzlu IBM Power Systems AC922. První regály Summitu byly dodány do národní laboratoře Oak Ridge dne 31. července 2017.

MareNostrum 4 - Jeden ze tří klastrů v bloku nově vznikajících technologií čtvrtého superpočítače MareNostrum je cluster POWER9 s GPU Nvidia Volta. Očekává se, že tento klastr po instalaci poskytne více než 1,5 petaflopsu výpočetní kapacity. Blok nově vznikajících technologií MareNostrum 4 existuje proto, aby otestoval, zda by nový vývoj mohl být „vhodný pro budoucí verze MareNostrum“.

Podpora operačního systému

Stejně jako u svého předchůdce je POWER9 podporován FreeBSD , IBM AIX , IBM i , Linux (běží s PowerVM i bez něj) a OpenBSD .

Implementace podpory POWER9 v jádře Linuxu začala verzí 4.6 v březnu 2016.

Red Hat Enterprise Linux (RHEL), SUSE Linux Enterprise (SLES), Debian Linux a CentOS jsou podporovány od srpna 2018.

Languages

In other projects