전원 8
POWER8![]() 듀얼 칩 모듈에 IBM POWER8 프로세서 2개 탑재. | |
일반 정보 | |
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개시. | 2014 |
설계자 | IBM |
성능 | |
최대 CPU 클럭 속도 | 2.5GHz~5GHz |
캐시 | |
L1 캐시 | 코어당 64+32KB |
L2 캐시 | 코어당 512KB |
L3 캐시 | 칩릿당8 MB |
L4 캐시 | Centaur당 16 MB |
아키텍처 및 분류 | |
테크놀로지 노드 | 22 nm |
명령 집합 | Power ISA (Power ISA v.2.07) |
물리 사양 | |
코어 |
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역사 | |
전임자 | 전원 7 |
후계자 | 전원 9 |
POWER, PowerPC 및 Power ISA 아키텍처 |
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NXP(구 Freescale 및 Motorola) |
IBM |
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IBM/닌텐도 |
다른. |
관련 링크 |
회색으로 취소됨, 이탤릭체로 기록됨 |
POWER8은 2013년 8월 Hot Chips Conference에서 발표된 Power ISA를 기반으로 하는 슈퍼스칼라 멀티코어 마이크로프로세서 시리즈입니다.이 설계는 OpenPOWER Foundation에 따라 라이센스를 받을 수 있으며, IBM의 최고급 [1][2]프로세서를 처음으로 사용할 수 있습니다.
POWER8 기반 시스템은 2014년 [3]6월에 IBM에서 출시되었습니다.다른 OpenPOWER 멤버들에 의해 만들어진 시스템과 POWER8 프로세서 설계는 2015년 초에 출시되었습니다.
설계.
POWER8은 8개의 하드웨어 스레드를 동시에 처리할 수 있는 대규모 멀티 스레드 칩으로 설계되어 있으며, 12코어 칩 상에서 총 96개의 스레드가 동시에 실행됩니다.프로세서는 온칩 및 오프칩 eDRAM 캐시를 매우 많이 사용하며, 온칩 메모리 컨트롤러는 메모리 및 시스템 I/O에 매우 높은 대역폭을 제공합니다.대부분의 워크로드에서 칩은 이전 버전인 POWER7보다 2~3배 빠른 성능을 발휘한다고 합니다.[4]
POWER8 칩에는 6코어 또는 12코어 [5][6]모델이 있습니다.각 버전은 15개의 금속층을 사용하여 22nm 실리콘 온 인슐레이터(SOI) 프로세스로 제작됩니다.12코어 버전은 42억개의[7] 트랜지스터로 구성되어 있으며 650mm의2 크기를 가진 반면 6코어 버전은 [3]362mm에2 불과하다.단, 6코어 및 12코어 모델에서는 코어의 전부 또는 일부만 액티브하게 할 수 있기 때문에 POWER8 프로세서에는 4, 6, 8, 10 또는 12코어가 활성화되어 있습니다.
카피
기존 POWER 프로세서가 외부 통신에 GX++ 버스를 사용하던 경우 POWER8은 설계에서 이를 삭제하고 PCI Express 3.0 위에 레이어된 CAPI 포트(코히런트 액셀러레이터 프로세서 인터페이스)로 교체합니다.CAPI 포트는 GPU, ASIC, FPGA [8][9]등의 보조 전용 프로세서를 연결하는 데 사용됩니다.CAPI 버스에 접속되어 있는 유닛은 CPU와 같은 메모리주소 공간을 사용할 수 있기 때문에 계산 경로 길이를 줄일 수 있습니다.2013년 ACM/IEEE Supercomputing Conference에서 IBM과 Nvidia는 미래의 HPC [10]시스템에서 POWER8과 Nvidia GPU를 긴밀히 결합하기 위한 엔지니어링 파트너십을 발표했으며, 그 중 첫 번째 제품은 Power Systems S824L로 발표되었습니다.
2016년 10월 14일, IBM은 CAPI의 채택을 다른 플랫폼으로 확산시키기 위한 새로운 조직인 OpenCAPI의 설립을 발표했습니다.초기 멤버는 구글, AMD, Xilinx, Micron, [11]Mellanox입니다.
OCC
POWER8에는 이른바 온칩 컨트롤러(OCC)도 탑재되어 있습니다.이것은 PowerPC 405 프로세서를 탑재한 전원 및 열관리 마이크로 컨트롤러입니다.2개의 범용 오프로드 엔진(GPE)과 512KB의 내장 스태틱 RAM(SRAM)(1KB = 1024바이트)을 갖추고 있으며 오픈 소스 펌웨어를 실행하면서 메인 메모리에 직접 액세스할 수 있습니다.OCC는 POWER8의 동작 주파수, 전압, 메모리 대역폭 및 열 제어를 프로세서와 메모리 양쪽에 대해 관리합니다.온라인으로 1,764개의 내장 전압 레귤레이터(IVR)를 통해 전압을 제어할 수 있습니다.또, OCC는 POWER8 프로세서를 오버클럭 하거나 동작 주파수를 줄여 소비 전력을 낮추도록 프로그래밍할 수 있습니다(이는 인텔 [12][13][14][15]및 AMD 프로세서의 일부 구성 가능한 TDP와 유사합니다).
메모리 버퍼 칩
POWER8은 메모리 컨트롤러의 일부 기능을 CPU에서 떼어내 메모리 근처로 이동시킴으로써 기능을 분할합니다.스케줄링 로직, 메모리 에너지 관리 및 RAS 결정 지점은 이른바 메모리 버퍼 칩(일명 '메모리 버퍼 칩')으로 이동합니다.센타우르)[16]메모리 버퍼 칩에 특정 메모리 프로세스를 오프로드하면 메모리 액세스를 최적화하여 대역폭을 절약하고 프로세서와 메모리 [17]간 통신을 고속화할 수 있습니다.또한 칩당 16MB의 추가 L4 캐시(1MB = 1024KB)를 위한 캐싱 구조도 포함되어 있습니다.시스템 아키텍처에 따라 메모리버퍼 칩은 메모리모듈(예를 들어 S824 및 E880 모델 등 커스텀 DIMM/CDIMM) 또는 표준 DIMM을 보유한 메모리라이저 카드(예를 들어 S822LC 모델 [18]등)에 배치됩니다.
메모리 버퍼 칩은 고속 멀티레인 시리얼 링크를 사용하여 프로세서에 접속되어 있습니다.각 버퍼 칩을 연결하는 메모리 채널은 2바이트를 쓰고 한 번에 1바이트를 읽을 수 있습니다.초기 엔트리 [17]모델에서는 8GB/s로 실행되며, 이후 하이엔드 모델과 HPC 모델에서는 각각 채널당 24GB/s 및 28.8GB/s의 지속 대역폭에 40ns의 [18][19][20]레이텐시로 9.6GB/s로 증가합니다.각 프로세서에는 각각 4개의 메모리 채널을 가진 2개의 메모리 컨트롤러가 있으며 프로세서당 최대 프로세서 대 메모리 버퍼 대역폭은 230.4 GB/s입니다.모델에 따라서는 1개의 컨트롤러만 [17]유효하게 하거나 컨트롤러당2개의 채널만 사용할 [18]수 있습니다.가용성을 높이기 위해 링크를 통해 즉시 차선을 분리 및 [16]복구할 수 있습니다.
각 메모리 버퍼 칩에는 프로세서 링크 인터페이스를 변경하지 않고 1600MHz로 DDR3 또는 DDR4 메모리를 사용할 수 있는 인터페이스가 4개 있습니다.프로세서당 32개의 메모리 채널을 통해 메모리 버퍼 칩과 DRAM 뱅크 간에 409.6GB/s의 피크 액세스 레이트를 실현할 수 있습니다.처음에는 16GB, 32GB 및 64GB의 DIMM으로 제한되어 있어 프로세서에서 최대 1TB의 DIMM을 지원할 수 있었습니다.이후 128GB 및 256GB DIMM 의 서포트가 [19][21]발표되어 프로세서당 최대 4TB 의 DIMM 이 지원됩니다.
사양
POWER8[22][23] 코어에는 로드 스토어 유닛에 64KB L1 데이터 캐시가 포함되어 있으며 명령 페치 유닛에 32KB L1 명령 캐시가 포함되어 있으며 긴밀하게 통합된 512KB L2 캐시가 포함되어 있습니다.각 코어는 최대 8개의 명령을 가져오고, 최대 8개의 명령을 디코딩 및 디스패치하며, 최대 10개의 명령을 발행 및 실행하고, 최대 8개의 [24]명령을 커밋할 수 있습니다.
각 POWER8 코어는 주로 다음 6개의 실행 유닛으로 구성됩니다.
각 코어에는 16개의 실행 파이프라인이 있습니다.
- 2개의 고정점 파이프라인
- 2개의 로드 스토어 파이프라인
- 2개의 부하 파이프라인
- 4개의 배정밀 부동소수점 파이프라인으로 8개의 단정밀 파이프라인으로도 기능 가능
- VMX 및 VSX AltiVec 명령을 지원하는 두 개의 완전 대칭 벡터 파이프라인.
- 1개의 암호화 파이프라인(AES, Galois 카운터 모드, SHA-2)[25]
- 1개의 분기 실행 파이프라인
- 상황 레지스터 논리 파이프라인 1개
- 소수점 부동소수점 파이프라인 1개
4×16 엔트리로 더 큰 이슈 큐가 있고 분기 예측 변수가 개선되었으며 캐시 누락도 2배 더 많이 처리할 수 있습니다.각 코어는 8방향 하드웨어 멀티스레드이며 1개, 2개, 4개 또는 8개 스레드 모두를 [1]활성화하도록 동적으로 자동 파티셔닝할 수 있습니다.POWER8은 하드웨어 트랜잭션 [26][27][28]메모리 지원도 추가했습니다.IBM은 각 코어가 단일 스레드 운영에서 POWER7보다 1.6배 더 빠를 것으로 추정합니다.
POWER8 프로세서는 6, 8, 10, 또는 12개의 액티브한 칩릿을 갖춘 6 또는 12개의 칩렛 설계로, 1개의 칩렛은 1개의 프로세싱 코어, 64바이트 와이드 버스 상의 512KB의 SRAM L2 캐시(이전[1] 칩렛의 2배 폭) 및 8MB의 L3DRAM 캐시로 구성되어 있습니다.따라서 6칩렛 프로세서는 48MB의 L3 eDRAM 캐시를 가지고 있으며 12칩렛 프로세서는 총 96MB의 L3 eDRAM 캐시를 가지고 있습니다.이 칩은 또한 Centaur 컴패니언 칩을 사용하여 최대 128MB의 오프칩 eDRAM L4 캐시를 이용할 수 있다.온칩 메모리 컨트롤러는 1TB의 RAM과 230GB/s의 지속 메모리 대역폭을 처리할 수 있습니다.온보드 PCI Express 컨트롤러는 시스템의 다른 부품에 48GB/s의 I/O를 처리할 수 있습니다.코어는 2.5~5GHz의 [15]클럭 속도로 동작하도록 설계되어 있습니다.
6코어 칩은 IBM의 스케일아웃 서버의 DCM(Dual-Chip Module)에 쌍으로 장착되어 있습니다.대부분의 구성에서 모든 코어가 활성화되지 않으므로 실제 코어 수가 다른 다양한 구성이 발생합니다.12 코어 버전은 하이엔드 E880 및 E880C 모델에서 사용됩니다.
IBM의 싱글칩 POWER8 모듈은 Turismo라고[29] 불리며 듀얼칩 변종은 [30]Murano라고 불립니다.PowerCore의 변경된 버전은 CP1이라고 불립니다.
POWER8(NVLink 포함)
이것은 IBM의 원래 12코어 POWER8의 개정판으로, POWER8+라고 불렸습니다.주요 신기능은 엔비디아의 버스 기술인 NVLink를 지원하며 최대 4대의 NVLink 디바이스를 칩에 직접 연결한다는 것이다.IBM은 다른 POWER8 소켓에 대한 SMP 연결을 위한 A 버스 및 PCI 인터페이스를 제거하고 NVLink 인터페이스로 교체했습니다.이제 X 버스를 통해 두 번째 CPU 소켓에 연결할 수 있습니다.그 외에 659mm로2 약간 크기가 커졌지만 이전 POWER8 [31][32][33][34][35]프로세서에 비해 차이는 거의 없는 것 같습니다.
라이선스 계약자
2014년 1월 19일 쑤저우 PowerCore Technology Company는 OpenPOWER Foundation에 가입하여 POWER8 Core에 빅데이터 및 클라우드 컴퓨팅 애플리케이션에 사용할 [36][37]맞춤형 프로세서를 설계할 수 있도록 라이센스를 부여한다고 발표했습니다.
변종
- IBM Murano – 2개의 6코어 칩을 갖춘 12코어 프로세서.스케일 아웃 프로세서는, 코어가 무효인 구성으로 사용할 수 있습니다.
- IBM Turismo – 싱글 칩 12 코어 프로세서.스케일업 프로세서는, 코어가 무효가 되어 있는 구성으로 라이센스 취득 및 구입이 가능합니다.
- PowerCore CP1 – 미국과 중국 간의 수출 제한에 따라 보안 기능이 수정된 POWER8 변종입니다.이 변종은 뉴욕 이스트 피시킬의 Global Foundries(구 IBM 공장) 공장에서 제조됩니다.2015년 [38][39]발매.
시스템들

- IBM
- 스케일 아웃 서버(각 소켓1개 또는 2개의 소켓에 6코어 POWER8 프로세서를 탑재한 듀얼 칩 모듈을 탑재).2U 또는 4U 폼 팩터와 1개의 타워 구성이 있습니다."L" 버전은 Linux만 실행하고 다른 버전은 AIX, IBM i 및 Linux를 실행합니다."LC" 버전은 OpenPOWER [41][42][43]파트너에 의해 구축됩니다.
- 전원 시스템 S812L – POWER8 DCM × 1 (4, 6 또는8 코어), 2U
- 전원 시스템 S814 – POWER8 DCM × 1 (6 또는8 코어), 4U 또는 타워
- 전원 시스템 S822 및 S822L – POWER8 DCM (6 코어, 10, 12 코어 또는 20 코어), 2U
- 전원 시스템 S824 및 S824L – 1배 또는 2배 POWER8 DCM (6, 8, 12, 16 또는 24코어), 4U
- Power Systems S821LC "Stratton" – 2배의 POWER8 SCM(8 또는 10 코어), 1U. Centaur L4 칩4 개로 최대 512 GB의 DDR4 RAM 버퍼링 가능.Supermicro제[44]
- 빅 데이터 "Briggs"용 Power Systems S822LC – 2 × POWER8 SCM (8 또는 10 코어), 2U. Centaur L4 칩4 개로 최대 512 GB의 DDR4 RAM 버퍼링 가능.Supermicro제[44]
- 최대 16 소켓, 128 코어 및 16 TB의 RAM을 탑재하여 각각8 코어, 10 코어 또는 12 코어 모듈을 탑재한 4개의 소켓으로 구성된 노드를 지원하는 엔터프라이즈 서버.이러한 시스템은 AIX, IBM i 또는 [45]Linux를 실행할 수 있습니다.
- Power Systems E850 – 2배, 3배 또는 4배 POWER8 DCM (8코어, 10코어 또는 12코어), 4U
- Power Systems E870 – 1개 또는 2개 5U 노드(각 노드에는 8코어 또는 10코어 POWER8 싱글칩 모듈이 탑재된 4개의 소켓 포함), 총 80코어까지 지원
- Power Systems E880 – 5U 노드x 1, 2x, 3x 또는 4x. 각 노드에는 8코어 또는 12코어 POWER8 싱글칩 모듈이 탑재되어 총 192코어를 지원합니다.
- 하이 퍼포먼스 컴퓨팅:
- Power Systems S812LC – POWER8 SCM(8코어 또는 10코어), 2U.Tyan제.[46]
- Power Systems S822LC "Firestone" – POWER8 SCM × 2(8 또는 10 코어), 2U. Nvidia Tesla K80 GPU × 2 및 최대 1TB 범용 DDR3 RAM.위스트론 [38][46][47][48]제작
- HPC "Minsky"용 Power Systems S822LC – 2배의 POWER8+SCM(8 또는 10코어), 2U. NVLinked Nvidia Tesla P100 GPU×4 및 최대 1TB 범용 DDR4 RAM.위스트론 [44][49]제작
- 하드웨어 관리 콘솔
- 7063-CR1 HMC – 1×POWER8 SCM(6코어), 1U. SuperMicro의 "Stratton"[50] 설계를 기반으로 합니다.
- 타이안
- 구글
- Google은 내부 [53][54]사용만을 목적으로 2개의 소켓이 있는 마더보드를 선보였습니다.
- 스택 벨로시티
- StackVelocity는 고성능 레퍼런스 플랫폼인 Saba를 설계했습니다.
- 인스푸르
- Inspur는 POWER8 및 관련 기술을 기반으로 [55][56]서버 하드웨어를 개발하기로 IBM과 계약을 체결했습니다.
- 4U 서버, POWER8 [57]소켓x 2
- 시라스케일
- RM4950 – 4U, 4코어 POWER8 SCM (Nvidia Tesla K40 액셀러레이터 4기 탑재)타이안의 [38][47][48][58]마더보드를 기반으로 합니다.
- 줌 넷컴
- Red POWER C210 및 C220 – 2U 및 4U 서버 (2개의 POWER8 소켓과 64개의 RAM [38][59]모듈용 소켓 포함)
- Red POWER C310 및 C320 – 2U [59]및 4U 서버, CP1 소켓 2개 탑재.
- 장허
- OP-1X – 1U, 싱글 소켓, 32개의 RAM [38][60]슬롯
- 랙스페이스
- Barleye – 1U, 2소켓, 32RAM 슬롯OnMetal [48][60][61][62][63]서비스에서 사용하는 Open Compute Project 플랫폼을 기반으로 합니다.
- 랩터 컴퓨팅 시스템 / 랩터 엔지니어링
- Talos I – 미공개 4U 서버 또는 워크스테이션, 1 소켓, 8 RAM [64]슬롯
- 펭귄 컴퓨팅
- 마그나 제품[65][66] 시리즈
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
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외부 링크

- POWER8 개요, IBM Power Systems(PDF)