IBM首度於上週在美國矽谷舉行的年度Hot Chips技術大會上介紹Power 9處理器的更多細節,它可望成為一款突破性的晶片,促使系統廠商與加速器供應商建立新的夥伴關係,並重新點燃IBM陣營與對手Intel在高階伺服器市場的戰火。

採用14奈米製程的Power 9是在今年3月首度被提及,在正熱門的加速器應用領域採取了大膽、在某種程度上又有些分散化的策略;這也是IBM的Power架構處理器晶片首度以系列產品的形式問世,能支援各種性能升級或橫向擴展的系統設計。

如同以往的IBM微處理器,為了要達到新的性能水準,Power 9採用了大量的記憶體──包括透過晶片上7 Tbit/second速率光纖共享L3快取、總計120Mbyte的嵌入式DRAM。而Power 9的主架構師Brian Thompto表示,從各項性能基準量測來看,Power 9號稱在明年底正式問世時,其性能可比Power 8提升50%至兩倍。

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Power 9將有四個版本,採用DDR4 DIMM,可望吸引對成本特別敏感的廠商 (圖片來源:IBM)

Power 9的性能提升主要是新核心以及晶片層級設計的貢獻。IBM將推出四個版本的Power 9,其中有兩個版本採用每核心8執行續(thread)、每晶片12核心的架構,支援IBM的Power虛擬化環境;另兩個版本將採用每核心4執行續、每晶片24核心架構,鎖定Linux環境。兩種架構都會有分別為適用雙插槽伺服器、8個DDR4連接埠,以及配備緩衝DIMM、支援單伺服器多晶片的兩種版本。

這種多樣化選擇性可望吸引更多客戶青睞;IBM一直嘗試鼓勵其他廠商透過其OpenPower組織打造Power架構系統,目前該組織成員已超過200家,中國廠商對此興趣最濃厚,當地並有一家IBM合作夥伴正在打造自有Power架構晶片。在某些地方採用標準DDR 4 DIMM,能透過支援成熟封裝技術,為系統廠商降低進入門檻並因此降低成本。

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Power 9的120 Mbyte L3快取記憶體,分成多個10 Mbyte 區塊由兩個處理器核心共享(圖片來源:IBM)

而Power 9的加速策略或許是它最有趣的地方。該晶片會是首批實現16 GTransfer/second速率PCI Express (PCIe) 4互連的微處理器,該新規格的最終版本仍在等待批准;此外Power 9採用被稱為IBM BlueLink的新一代25 Gbit/s實體互連。

上述兩種互連技術都支援48通道(lane),並將包含多種通訊協議;PCIe連結將採用IBM的CAPI 2.0介面與FPGA與ASIC連結;BlueLink將承載為Nvidia的繪圖處理器(GPU)與一種新CAPI介面所共同開發的新一代NVLink。新的CAPI協議與25G BlueLink可能是IBM為了支援CCIX快取一致性連結(cache coherent link)的提案;該互連介面規格正由成員包括AMD、ARM、華為(Huawei)、Mellanox、Qualcomm與Xilinx在內的一個產業組織訂定中。

CCIX的目標是催生取代Nvidia與Intel獨家互連規格的新介面技術;目前該組織已經有數十家成員,預計今年稍晚將會公佈包括其規格最終版本出爐時間等更進一步的訊息。Intel收購了Altera並承諾打造結合Altera FPGA、3D XPoint記憶體以及其Xeon處理器的方案,採用Intel專有的OmniPath互連技術。

各種加速互連技術的開發,主要是為了因應新興的機器學習應用,以及為了提升系統性能而越來越有需求的專屬協同處理器;對此IBM的Thompto表示:「已經有大量的投資以及最佳化技術投入這個領域,這是未來風潮。」

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Power 9包含支援4種通訊協議的兩種互連技術,以及SMP匯流排 (圖片來源:IBM)

而IBM仍在等待新一代儲存級記憶體技術的誕生,該公司已經投入相變化(phase-change)記憶體研發多年,可能會需要在接下來一兩年回應Intel的XPoint產品;Intel計劃在新系列非揮發性DIMM採用XPoint記憶體以提升伺服器的性能,時程約在2018年。Thompto表示:「我們打造新版CAPI的原因之一是為了永久記憶體…它可能會直接以記憶體模組的形式出現。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Power9 Opens IBM to Partners,by Rick Merritt)