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PODER9
Información general
Lanzado2017
Diseñada porIBM
Fabricante (s) común (es)
Actuación
Max. Frecuencia de reloj de la CPU 4 GHz [1]
Cache
Caché L132 + 32 KiB por núcleo [1]
Caché L2512 KiB por núcleo [1]
Caché L3120 MiB por chip [1]
Caché L4vía Centaur [1]
Arquitectura y clasificación
Min. tamaño de la característica14 millas náuticas ( FinFET )
Conjunto de instruccionesPower ISA ( Power ISA v.3.0 )
Especificaciones físicas
Núcleos
  • 12 núcleos SMT8 o 24 núcleos SMT4 en el dado [2] [3] [4]
Historia
PredecesorPOTENCIA8
SucesorPOTENCIA10
Arquitecturas POWER , PowerPC y Power ISA
NXP (anteriormente Freescale y Motorola)
IBM
  • Serie RS64 (1996)
IBM / Nintendo
  • Gekko
  • Broadway
  • Café exprés
Otro
  • Titán
  • PWR deficiente
  • Célula
  • Xenón
  • X704
Enlaces relacionados
  • Fundación OpenPOWER
  • Alianza AIM
  • RISC
  • Gene azul
  • Power.org
  • PAPR
  • Deberes
  • CHRP
  • AltiVec
Cancelado en gris , histórico en cursiva
  • v
  • t
  • mi

POWER9 es una familia de superescalar , multithreading , multiprocesadores simétricos basados en el ISA de energía anunció en agosto de 2016 a la Hot Chips conferencia. [2] procesadores basados en POWER9 El están siendo fabricados utilizando un 14 nm FinFET proceso, [3] en 12 y versiones 24 de núcleo, por escala a cabo y ampliar las aplicaciones, [3] y, posiblemente, otras variaciones, ya que la arquitectura POWER9 está abierto a la licencia y modificación por parte de los miembros de OpenPOWER Foundation . [5]

Summit , la segunda supercomputadora más rápida del mundo, se basa en POWER9, y también utiliza GPU Nvidia Tesla como aceleradores. [6]

Diseño [ editar ]

Core [ editar ]

El núcleo POWER9 viene en dos variantes, una multiproceso de cuatro vías llamada SMT4 y una de ocho vías llamada SMT8 . [1] Los núcleos SMT4 y SMT8 son similares, ya que consisten en una serie de los llamados segmentos alimentados por programadores comunes. Un segmento es un núcleo de procesamiento rudimentario de un solo subproceso de 64 bits con unidad de almacenamiento de carga (LSU), unidad de entero (ALU) y una unidad escalar vectorial (VSU, haciendo SIMD y punto flotante). Una súper rebanada es la combinación de dos rebanadas. Un núcleo SMT4 consta de 32  KiBCaché L1 (1 KiB = 1024 bytes), un caché de datos L1 de 32 KiB, una unidad de búsqueda de instrucciones (IFU) y una unidad de secuenciación de instrucciones (ISU) que alimenta dos superbandas. Un núcleo SMT8 tiene dos conjuntos de cachés L1 e IFU e ISU para alimentar cuatro superbandas. El resultado es que las versiones de POWER9 de 12 y 24 núcleos constan cada una de la misma cantidad de segmentos (96 cada una) y la misma cantidad de caché L1.

Un núcleo POWER9, ya sea SMT4 o SMT8, tiene una tubería de 12 etapas (cinco etapas más corta que su predecesor, el POWER8 ), pero tiene como objetivo retener la frecuencia de reloj de alrededor de 4 GHz. [1] Será el primero en incorporar elementos de Power ISA v.3.0 que se lanzó en diciembre de 2015, incluidas las instrucciones VSX-3 . [7] El diseño de POWER9 está hecho para ser modular y usado en más variantes de procesador y usado para licenciamiento, en un proceso de fabricación diferente al de IBM. [8] En el chip hay coprocesadores para compresión y criptografía, así como una gran caché eDRAM L3 de baja latencia. [3]

El POWER9 viene con una nueva arquitectura de controlador de interrupciones llamada "Motor de virtualización de interrupciones externas" (XIVE) que reemplaza una arquitectura mucho más simple que se usó en POWER4 a POWER8. XIVE también se utilizará en POWER10. [9] [10] [11]

Escalar horizontalmente / escalar hacia arriba [ editar ]

  • IBM POWER9 SO  : variante de escalamiento horizontal , optimizada para computadoras de dos sockets con un ancho de banda de hasta 120 GB / s (1 GB = mil millones de bytes) para memoria DDR4 conectada directamente [1] [3] [8] (previsto para su lanzamiento en 2017 )
  • IBM POWER9 SU  : variante de ampliación, optimizada para cuatro sockets o más, para máquinas NUMA grandes con hasta 230 GB / s de ancho de banda a memoria intermedia [1] [8] (utiliza señalización "25,6 GHz" con el PowerAXON 25 GT / sec Interfaz de enlace [12] )

Ambas variantes de POWER9 pueden enviarse en versiones con algunos núcleos deshabilitados debido a razones de rendimiento , ya que Raptor Computing Systems vendió por primera vez chips de 4 núcleos, e incluso IBM vendió inicialmente sus sistemas AC922 con no más de chips de 22 núcleos, aunque ambos tipos de los chips tienen 24 núcleos en sus troqueles. [13] [4]

E / S [ editar ]

Muchas instalaciones están integradas en el chip para ayudar con el rendimiento masivo de E / S fuera del chip :

  • La variante SO tiene controladores DDR4 integrados para RAM conectada directamente, mientras que la variante SU utilizará la arquitectura Centaur fuera del chip introducida con POWER8 para incluir caché eDRAM L4 de alto rendimiento y controladores de memoria para RAM DDR4. [1] [3]
  • Los BlueLink interconexiones para una estrecha unión de gráficos co-procesadores de Nvidia (más de NVLink v.2 ) y OpenCAPI aceleradores. [14]
  • Conexiones PCIe v.4 de propósito general para conectar ASIC regulares , FPGA y otros periféricos, así como dispositivos CAPI 2.0 y CAPI 1.0 diseñados para POWER8.
  • Multiprocesador ( sistema multiprocesador simétrico ) une para conectar otros procesadores POWER9 en la misma placa base, o en otros recintos estrechamente unidos.

Tipos de chips [ editar ]

Los chips POWER9 se pueden fabricar con dos tipos de núcleos y en una configuración Scale Out o Scale Up. Los núcleos POWER9 son SMT4 o SMT8, con núcleos SMT8 destinados a los sistemas PowerVM , mientras que los núcleos SMT4 están destinados a los sistemas PowerNV, que no utilizan PowerVM y principalmente ejecutan Linux. Con POWER9, los chips hechos para Scale Out pueden admitir memoria conectada directamente, mientras que los chips Scale Up están diseñados para usarse con máquinas con más de dos sockets de CPU y usan memoria intermedia. [15] [1]

POWER9 chips
PowerNVPowerVM
24 × núcleo SMT412 × núcleo SMT8
Poner a escalaNimbodesconocido
Aumentar proporcionalmenteCúmulo

Módulos [ editar ]

IBM Portal for OpenPOWER enumera los tres módulos disponibles para el chip Nimbus, aunque la variante Scale-Out SMT8 para PowerVM también usa el módulo / zócalo LaGrange: [16]

  • Sforza : 50 mm × 50 mm, 4 DDR4, 48 carriles PCIe, 1 XBus 4B [17]
  • Monza : 68,5 mm × 68,5 mm, 8 DDR4, 34 carriles PCIe, 1 XBus 4B, 48 carriles OpenCAPI [18]
  • LaGrange : 68,5 mm × 68,5 mm, 8 DDR4, 42 carriles PCIe, 2 XBus 4B, 16 carriles OpenCAPI [19]

Los módulos Sforza utilizan un zócalo de 2601 clavijas de matriz de red terrestre (LGA). [20]

Sistemas [ editar ]

Raptor Computing Systems / Raptor Engineering [ editar ]

Talos II : plataforma de servidor / estación de trabajo de dos sockets que utiliza procesadores POWER9 SMT4 Sforza; [21] disponible como servidor 2U, servidor 4U, torre o placa base EATX. Comercializado como seguro y controlable por el propietario con software y firmware gratuitos y de código abierto. Inicialmente se envía con opciones de chip de 4 núcleos, [22] 8 núcleos, [23] 18 núcleos, [24] y 22 núcleos [25] hasta que estén disponibles chips con más núcleos. [26] [27]

Talos II Lite : versión de un solo zócalo de la placa base Talos II, fabricada con la misma PCB. [28]

Blackbird : plataforma microATX de un solo socket que utiliza procesadores SMT4 Sforza (variante de 130 W), 4 a 22 núcleos, 2 ranuras de RAM (que admiten hasta 256 GiB en total) [29]

Asociación entre Google y Rackspace [ editar ]

Barreleye G2 / Zaius : plataforma de servidor de dos sockets que utiliza procesadores LaGrange; [21] tanto el chasis Barreleye G2 como el Zaius utilizan la placa base Zaius POWER9 [30] [31] [32]

IBM [ editar ]

Power Systems AC922 - 2U, 2 × POWER9 SMT4 Monza, con hasta 6 × GPU Nvidia Volta, 2 × aceleradores CAPI 2.0 adjuntos y 1 TiB DDR4 RAM. AC aquí es una abreviatura de Accelerated Computing; este sistema también se conoce como "Witherspoon" o "Newell". [21] [33] [34] [35] [36]

Power Systems L922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 8–12 núcleos por procesador, hasta 4 TiB DDR4 RAM (1 TiB = 1024 GiB), PowerVM con Linux . [37] [38]

Power Systems S914 - 4U, 1 × POWER9 SMT8, 4–8 núcleos, hasta 1 TiB DDR4 RAM, PowerVM con AIX / IBM i / Linux. [37] [38]

Power Systems S922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–10 núcleos por procesador, hasta 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM con AIX / IBM i / Linux. [37] [38]

Power Systems S924 - 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 núcleos por procesador, hasta 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM con AIX / IBM i / Linux. [37] [38] [39]

Power Systems H922 - 2U, 1–2 × POWER9 SMT8, 4–10 núcleos por procesador, hasta 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM con SAP HANA (en Linux) con AIX / IBM i en hasta el 25% del sistema. [37] [38] [40]

Power Systems H924 - 4U, 2 × POWER9 SMT8, 8–12 núcleos por procesador, hasta 4 TiB DDR4 RAM, PowerVM con SAP HANA (en Linux) con AIX / IBM i en hasta el 25% del sistema. [37] [38] [40]

Power Systems E950 - 4U, 2–4 × POWER9 SMT8, 8–12 núcleos por procesador, hasta 16 TiB de RAM DDR4 con búfer [41]

Power Systems E980 - 1–4 × 4U, 4–16 × POWER9 SMT8, 8-12 núcleos por procesador, hasta 64 TiB de RAM DDR4 con búfer [42]

Computación de pingüinos [ editar ]

Magna PE2112GTX : servidor de dos sockets de 2U para computación de alto rendimiento con procesadores LaGrange. Fabricado por Wistron. [43]

Supercomputadoras IBM [ editar ]

Oblea POWER9 con certificados TOP500 para Summit & Sierra

Summit y Sierra  : el Departamento de Energía de los Estados Unidos, junto con el Laboratorio Nacional Oak Ridge y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, contrató a IBM y Nvidia para construir dos supercomputadoras, Summit y Sierra , que se basan en procesadores POWER9 junto con las GPU Volta de Nvidia. Está previsto que estos sistemas estén en línea en 2017. [44] [45] [46] Sierra se basa en el nodo de cálculo Power Systems AC922 de IBM. [34] Los primeros racks de Summit se entregaron al Laboratorio Nacional de Oak Ridge el 31 de julio de 2017.[47]

MareNostrum 4 : uno de los tres grupos en el bloque de tecnologías emergentes del cuarto superordenador MareNostrum es un grupo POWER9 con GPU Nvidia Volta. Se espera que este clúster proporcione más de 1,5 petaflops de capacidad informática cuando se instale. El bloque de tecnologías emergentes del MareNostrum 4 existe para probar si los nuevos desarrollos podrían ser "adecuados para futuras versiones de MareNostrum". [48]

Soporte del sistema operativo [ editar ]

Al igual que su predecesor, POWER9 es compatible con FreeBSD , [49] IBM AIX , IBM i , Linux (ambos se ejecutan con y sin PowerVM) y OpenBSD . [50]

La implementación del soporte de POWER9 en el kernel de Linux comenzó con la versión 4.6 en marzo de 2016. [51]

Red Hat Enterprise Linux (RHEL), SUSE Linux Enterprise (SLES), Debian GNU / Linux y CentOS son compatibles a partir de agosto de 2018 . [52] [53] [54] [55]

Ver también [ editar ]

  • Microprocesadores IBM POWER
  • OpenBMC

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k Big Blue apunta al cielo con poder9
  2. ↑ a b Shah, Agam (23 de agosto de 2016). "Chip Power9 de 24 núcleos de IBM: 5 cosas que necesita saber" . Mundo PC.
  3. ↑ a b c d e f McCredie, Brad (abril de 2016). "OpenPOWER y el Roadmap Ahead" (presentación) . Fundación OpenPOWER .
  4. ↑ a b Morgan, Timothy Prickett (5 de diciembre de 2017). "Power9 para la gente" . La próxima plataforma . el chip Nimbus Power9 utilizado en el AC922 es un módulo de un solo chip que tiene 24 núcleos en la matriz. Las máquinas Summit y Sierra basadas en el AC922 están obteniendo versiones de 22 núcleos de los chips ... IBM podría más tarde, a medida que mejoren los rendimientos de Power9, agregar una opción de 24 núcleos.
  5. ↑ Williams, Chris (7 de abril de 2016). "Power9: Google le da a Intel una migraña de chip-flip, IBM intenta atraer a los grandes negocios" . El registro.
  6. ^ https://www.ornl.gov/news/ornl-launches-summit-supercomputer
  7. ^ Agregue soporte completo para binutils Power ISA 3.0 / POWER9
  8. ^ a b c Las perspectivas de una revolución Power9
  9. ^ Controlador de interrupciones POWER9 XIVE
  10. ^ IBM Power 9 XIVE ofrece una mejora del rendimiento de IO
  11. ^ "Microwatt crece" - Paul Mackerras (LCA 2021 en línea)
  12. ^ "El procesador IBM POWER9 Scale Up" (PDF) . AXON a 25,6 GHz frente a DDR4 a 3200 MHz
  13. ^ 2017, (c) Raptor Engineering, LLC 2009 -. "Sistemas informáticos Raptor :: CP9M01 Intro" . www.raptorcs.com . Consultado el 17 de noviembre de 2017 .CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  14. ^ NVLink 2.0 de Nvidia aparecerá por primera vez en los servidores Power9 el próximo año
  15. ^ Stuecheli, Jeff (26 de enero de 2017). "Webinar POWER9" (grabación de vídeo / diapositivas) . Grupo de usuarios virtuales de AIX. - Diapositivas (PDF) - La página de AIX VUG tiene enlaces a diapositivas y videos
  16. ^ Gangidi, Adi. "Déjame comentar sobre LaGrange POWER9" . Twitter .
  17. ^ IBM Portal para OpenPOWER - POWER9 - Módulo Sforza
  18. ^ IBM Portal para OpenPOWER - POWER9 - Módulo Monza
  19. ^ IBM Portal para OpenPOWER - POWER9 - Módulo LaGrange
  20. ^ "Guía del usuario de la placa base T2P9D01" (pdf) . Sistemas informáticos Raptor. 2018.
  21. ^ a b c Wiki de sistemas informáticos Raptor - OpenPOWER
  22. ^ "Sistemas informáticos Raptor :: CP9M01" . www.raptorcs.com . Consultado el 3 de marzo de 2018 .
  23. ^ "Sistemas informáticos Raptor :: CP9M02" . www.raptorcs.com . Consultado el 3 de marzo de 2018 .
  24. ^ "Sistemas informáticos Raptor :: CP9M06" . www.raptorcs.com . Consultado el 3 de marzo de 2018 .
  25. ^ "Sistemas informáticos Raptor :: CP9M08" . www.raptorcs.com . Consultado el 20 de mayo de 2018 .
  26. ^ "Raptor Computing Systems :: TL2WK2" (descripción del producto) . Sistemas informáticos Raptor .
  27. ^ "Raptor Computing Systems :: Preguntas más frecuentes" . www.raptorcs.com . Consultado el 17 de noviembre de 2017 .
  28. ^ "Placa base Talos II Lite" . Consultado el 29 de junio de 2018 .
  29. ^ "Placa base Blackbird ™ (solo placa)" . www.raptorcs.com . Consultado el 1 de febrero de 2019 .
  30. ^ Zipfel, John; Lippert, Rob. "Presentamos Zaius, Google y el servidor abierto de Rackspace que ejecuta IBM POWER9" (entrada de blog) . Blog de Google Cloud Platform . Google.
  31. ^ Lippert, Rob; Sullivan, Aaron; Gangidi, Adi; Sí, Poly (7 de diciembre de 2016). "Zaius / Barreleye G2 Specification Chasis, Motherboard, Lunchbox Power Supply - Revisión 0.5.3" (pdf) . Github . Abra Compute Project.
  32. ↑ Sullivan, Aaron (8 de marzo de 2017). "Lo último en nuestro servidor Zaius / Barreleye G2 Open Compute-OpenPOWER" (entrada de blog) . El blog oficial de Rackspace . Rackspace.
  33. ^ David Bader - Twitter
  34. ^ a b ¡ Cómo puede impulsar la aceleración con OpenCAPI, hoy!
  35. ^ El servidor IBM Power System AC922 (8335-GTG) lo ayuda a aprovechar el rendimiento acelerado de inteligencia artificial, HPDA y HPC para obtener información más rápida
  36. ^ "IBM Power System AC922 - Detalles - Estados Unidos" . IBM Marketplace . 6 de diciembre de 2017.
  37. ^ a b c d e f https://www.theregister.co.uk/2018/02/14/ibm_power9_servers/ Big Blue sube de nivel el sexteto de servidor con POWER9 para IBM i, AIX, HANA, Linux
  38. ^ a b c d e f https://www.nextplatform.com/2018/02/15/ins-outs-ibms-power9-zz-systems/ Los entresijos de los sistemas Power9 ZZ de IBM
  39. ^ Griffiths, Nigel (14 de febrero de 2018). "Primer vistazo de IBM POWER9 Scale-Out S924" (video) . YouTube .
  40. ↑ a b Morgan, Timothy Prickett (14 de febrero de 2018). "Por fin, IBM i finalmente obtiene Power9 - IT Jungle" . IT Jungle .
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  42. ^ "Hoja de datos de IBM Systems Hardware IBM Power System E980" (PDF) .
  43. ↑ Hill, Thomas (15 de noviembre de 2017). "@PenguinHPC mostrando los resultados de una verdadera colaboración abierta con su último sistema # POWER9 #openpower #hpc # SC17pic.twitter.com / HdEHQ0vwNi" . Twitter . Consultado el 16 de noviembre de 2017 .
  44. ^ NVIDIA Volta, contratos de IBM POWER9 Land para nuevas supercomputadoras del gobierno de EE. UU.
  45. ^ Página de inicio de la Cumbre ORNL
  46. ^ Lawrence Livermore firma contrato con IBM
  47. ^ ORNL construye la supercomputadora más inteligente del mundo
  48. ^ "MareNostrum" . BSC-CNS . Centro de Supercomputación de Barcelona . Consultado el 30 de octubre de 2017 .
  49. ^ "Revisión de FreeBSD que introduce el identificador de CPU POWER9 en el sistema" . svnweb.freebsd.org . Consultado el 11 de octubre de 2018 .
  50. ^ "Primeras instantáneas de powerpc64 disponibles" . Consultado el 7 de julio de 2020 .
  51. ^ "Linux 4.6 comienza a sentar las bases de POWER9" . Phoronix . 18 de marzo de 2016.
  52. ^ "Red Hat Enterprise Linux 7.4 para IBM Power LE (POWER9) - Notas de la versión - Portal de clientes de Red Hat" . access.redhat.com . Consultado el 17 de noviembre de 2017 .
  53. ^ "PPC64 - Debian Wiki" . wiki.debian.org . Consultado el 17 de noviembre de 2017 .
  54. ^ "SUSE Linux Enterprise Server para POWER | SUSE" . www.suse.com . Consultado el 17 de noviembre de 2017 .
  55. ^ "Lanzamiento para CentOS Linux 7 (1804) en POWER9 (ppc64le)" . listas.centos.org . Consultado el 15 de agosto de 2018 .

Enlaces externos [ editar ]

  • IBM Power9
  • IBM Portal para OpenPOWER