전원 10

Power10
전원 10
IBM Power10 SCM.jpg
Power10 SCM
일반 정보
개시.2021
설계자IBM, OpenPower 파트너
공통 제조원
성능
최대 CPU 클럭 속도+3.5GHz~+4GHz
캐시
L1 캐시코어당 48+32KB
L2 캐시코어당 2 MB
L3 캐시칩당 120 MB
아키텍처 및 분류
테크놀로지 노드7 nm
마이크로아키텍처P10
명령 집합Power ISA (Power ISA v.3.1)
물리 사양
코어
  • SMT8 코어x 15
    30개의 SMT4 코어
패키지
  • OLGA SCM 및 DCM
소켓
  • 1-16
역사
전임자전원 9
POWER, PowerPC 및 Power ISA 아키텍처
NXP(구 Freescale 및 Motorola)
IBM
  • RS64 시리즈(1996년)
IBM/닌텐도
다른.
관련 링크
회색으로 취소됨, 이탤릭체로 기록됨

Power10은 오픈 소스 Power ISA를 기반으로 하는 슈퍼스케일러 멀티스레딩 멀티코어 마이크로프로세서 패밀리입니다.2020년 8월 핫칩스 컨퍼런스에서 Power10 CPU 탑재 시스템이 발표되었습니다.일반적으로 2021년 9월부터 IBM Power10 Enterprise E1080 서버에서 사용할 수 있습니다.

프로세서는 15개의 코어를 사용할 수 있도록 설계되어 있습니다만, 생산 시에 비용 효율이 뛰어난 스페어 코어가 포함되어 있습니다.

Power10 기반 프로세서는 602mm2 실리콘 [1][2][3][4]다이에 18층의 금속과 180억개의 트랜지스터를 가진 7nm 공정을 사용하여 제조될 예정입니다.

Power 10의 주요 기능은 인공지능([5]AI) 워크로드에 중점을 둔 와트 성능 향상, 메모리 및 I/O 아키텍처 개선입니다.

설계.

Power10의 각 코어는 전작 POWER9에 비해 대부분의 기능 유닛에서 2배로 향상되었습니다.코어는 8방향 멀티스레드(SMT8)로 48KB 명령과 32KB 데이터 L1 캐시, 2MB 대용량 L2 캐시 및 4096엔트리의 매우 [3]큰 Translation Lookaside Buffer(TLB; 변환 룩사이드버퍼)를 갖추고 있습니다.레이텐시가 다른 캐시 스테이지로 사이클 되어 TLB가 대폭 삭감되었습니다.각 코어에는 각각 1개의 부동소수점 유닛(FPU), 연산 로직 유닛(ALU), 분기 프레딕터, 로드 스토어 유닛 및 SIMD 엔진이 포함된 8개의 실행 슬라이스가 있으며 Power ISA v.3.1의 새로운 프리픽스/퓨즈 명령에서 128비트(64+64) 명령을 전송할 수 있습니다.각 실행 슬라이스는 각각 20개의 명령을 처리할 수 있으며, 공유 512 엔트리 명령 테이블에 의해 백업되어 128 엔트리 폭(64 싱글 스레드) 로드 큐 및 80 엔트리 폭(40 싱글 스레드) 스토어 큐에 공급된다.분기 예측 기능이 향상되어 정확도가 두 배로 향상되었습니다.코어에는 4개의 매트릭스 산술 지원(MMA) 엔진이 있어 SIMD 코드를 보다 효율적으로 처리할 수 있습니다.특히 AI 추론 워크로드의 성능이 20배 [6]향상되는 매트릭스 곱셈 명령에서는 더욱 그렇습니다.

프로세서에는 각각8개의 코어가 있는2개의 '반구'가 있어 64MB의 L3 캐시를 공유하여 총 16개의 코어와 128MB의 L3 캐시를 사용합니다.수율 문제로 인해 최소 1개의 코어가 항상 비활성화되므로 L3 캐시가 8MB 감소하여 총 15개의 코어와 120MB의 L3 캐시를 사용할 수 있습니다.각 칩에는 AES나 SHA-3 등의 일반적인 알고리즘을 오프로드하는 8개의 암호 액셀러레이터도 있습니다.

모든 단계에서 클럭 게이트를 증가시키고 마이크로 아키텍처를 재작업하며 퓨즈/프리픽스 명령을 통해 작업 유닛 수를 줄이고 보다 스마트한 캐시로 메모리 레이텐시를 단축하고 효과적인 주소 태그 부착으로 캐시 손실을 줄임으로써 Power10 코어는 POWER9의 절반의 전력을 소비할 수 있습니다.컴퓨팅 설비가 최대 30% 향상되어 전체 프로세서의 와트 성능이 이전 프로세서보다 2.6배 향상되었습니다.또, 같은 모듈에 2개의 코어를 탑재하는 경우는, 같은 전력 버젯으로 최대 3배의 고속화를 실현합니다.

코어는 8개의 논리 프로세서처럼 동작할 수 있기 때문에 15코어 프로세서는 운영체제에서는 120코어처럼 보입니다.듀얼 칩 모듈에서는 소켓당 240개의 동시 스레드가 됩니다.

I/O

칩은 OpenCAPI(Open Cohentic Accelerator Processor Interface) 및 OMI(Open Memory Interface)를 사용하여 메모리와 I/O 아키텍처를 완전히 재설계했습니다.칩 컨트롤러에 시리얼 메모리 통신을 사용하면 칩과의 신호 레인이 감소하고 대역폭이 증가하며 프로세서의 메모리 테크놀로지에 유연성이 높아집니다.[4]

Power10은 DDR3에서 DDR5, GDDR, HBM, 퍼시스턴트 스토리지 메모리 등 다양한 메모리 유형을 지원합니다.이러한 구성은 고객이 시스템을 대상으로 하는 사용 사례에 가장 적합하도록 변경할 수 있습니다.

  • DDR4 – 최대 16TB RAM, 410GB/s, 10ns 레이텐시 지원
  • GDDR6 – 최대 800 GB/s
  • 영속적인 스토리지– 최대 2 PB

Power 10은 RAM, 액셀러레이터 및 클러스터 노드 전반에서 유휴 데이터에 이르기까지 모든 단계에서 성능 저하 없이 데이터를 암호화합니다.

Power10에는 PowerAX가 부속되어 있습니다.칩 투 칩, 시스템 투 시스템 및 OpenCAPI 버스를 액셀러레이터, I/O 및 기타 고성능 캐시 코히런트 주변기기에 사용할 수 있는 온 퍼실리티.16x 소켓 Single Chip Module(SCM; 싱글칩 모듈) 클러스터 또는 4x 소켓 Dual Chip Module(DCM; 듀얼칩 모듈) 클러스터의 노드 간 통신을 관리합니다.또한 시스템 클러스터링을 위한 메모리 의미도 관리하여 Power10 클러스터 전체에서 최대 2PB의 RAM을 코어에서 로드/스토어 액세스 할 수 있습니다.IBM은 이 기능을 Memory Inception이라고 부릅니다.

OMI와 PowerAX 모두ON은 칩에서 1TB/s의 통신을 처리할 수 있습니다.

Power10에는 PCIe 5가 탑재되어 있습니다.SCM은 32배, DCM은 64배 PCIe 5레인입니다.IBM과 NVIDIA는 PCIe 5는 GPU를 연결할 수 있을 만큼 빠르기 때문에 [3]NVLink가 존재하지 않기 때문에 Power10에 NVLink를 포함시키는 것은 장황하다는 데 동의했습니다.NVLink on-chip 지원은 POWER8과 POWER9의 유일한 세일즈 포인트였습니다.

변종

Power10 칩은 패키지의 펌웨어에 의해 정의된 두 가지 종류가 있습니다.칩이 물리적으로 동일하고 펌웨어에서 차이가 설정되더라도 제조 [7]후에는 사용자나 IBM에 의해 변경될 수 없습니다.

  • 15× SMT8 cores
    • 높은 처리량을 덜 집중적인 애플리케이션 컴퓨팅 Optimized.
  • 30× SMT4 cores
    • 이러한 복잡한 명령어 세트를 그리고 정보를 위해 여러가지 사이클 캐시로 요구하는 고도로 계산 집약적 애플리케이션에 Optimized.

모듈

그 Power10 3flip-chip 플라스틱 땅 그리드 배열(FC-PLGA)패키지:하나의 칩 모듈(SCM)과 두dual-chip 모듈(DCM과 e-소싱 능력 평가 기준)에 온다.

  • SCM, 태우다 칩 모듈 – 3.6-4.15 GHz, 15SMT8 중심부.16소켓까지 모여 살 수 있습니다.X32 PCIe 5차선.모듈 크기:68.5×77.5 mm이다.모듈은 기질(마구 웃기다)에 8커넥터를 포함한 대칭 다중 처리(SMP)케이블 직접 연결하 Power10 SCM모듈에 대한 고유 구성이 있다.
  • DCM, 이중 칩 모듈, 24SMT8 중심부까지 3.4-4.0 GHz–.4소켓을 사용하기 위해 모여 살 수 있습니다.x64 PCIe 5 레인DCM은 이전 제품과 동일한 온도 범위 내에 있습니다.모듈 크기: 74.5×85.75mm.DCM에는 4가지 [8]종류가 있습니다.
    • EPEU-12코어, 3.36-4.0 GHz.
    • EPEV-18코어, 3.2-4.0 GHz.
    • EPGW-24코어, 2.95-3.9 GHz.
    • EHC8-24코어, 2.95-3.9 GHz(북미의 보건 의료 서비스에게).
  • eSCM, 엔트리 싱글칩 모듈– 3.0~3.9GHz, 최대 8개의 SMT8 코어2개의 Power10 칩이 조합되어 있습니다.첫 번째 칩은 4~8개의 액티브코어로 완전히 기능합니다.다른 칩은 PCIe 레인이 많은 IO 스위치로서 기능하는 PCIe 기능만을 사용합니다.이러한 eSCM 모듈은 최대 4개의 소켓을 클러스터화할 수 있습니다.모듈 크기: 74.5×85.75mm.eSCM은 "ioscm"[9][10]이라고도 합니다.

시스템들

엔터프라이즈

IBM Power E1080(코드명 Denali)은 IBM의 최상위 Power10 컴퓨터입니다.1-4배의 중앙 전자 복합(CEC) 노드로 구성되어 있으며, 각 노드가 5Us의 공간을 차지합니다.각 노드에는 프로세서당 10/12/15 SMT8 코어 및 최대 16TB의 OMI-DDR4 RAM으로 구성 가능한 Power10 SCM이 4개 탑재되어 있습니다.Power E1080은 AIX, IBM i 및 little-endian [11]Linux를 실행하는 PowerVM을 기본적으로 실행합니다.또한 E1080 시스템은 모니터링 및 구성을 위해 2U 높이의 시스템 제어 유닛이 필요합니다.

Power E1080은 CEC 노드당 4개씩 최대 16개의 I/O 확장 드로어도 지원합니다.각 확장 드로어는 2개의 PCIe 팬아웃모듈에 의해 각 CEC 노드에 접속되며 12개의 FHFL PCIe 슬롯이 있습니다.이 슬롯 중 4개는 PCIe 3.0 x 16이고 나머지 8개는 PCIe 3.0 x 8입니다.Power E1080은 최대 사양 구성으로 16 소켓 시스템에서 [12]192장의 싱글 슬롯 PCIe 카드를 지원할 수 있습니다.

미드레인지

  • IBM Power E1050 - 4U 케이스. 2-4× DCM 모듈용 2-4× CPU 소켓, 24-96 코어.최대 16TB RAM을 지원하는 64배 OMI 메모리 슬롯, 11배 PCIe 슬롯, 8배 gen.5 및 3배 gen.4. 최대 64TB의 NVMe 기반 SSD를 위한 10배 슬롯. Linux, AIX 또는 IBM i 운영 [8]체제를 혼합하여 실행할 수 있습니다.

스케일아웃

S-모델은 Linux, IBM i 및 AIX를 실행할 수 있습니다.L-모델은 Linux용으로 제작되었지만 사용 가능한 CPU [9]코어의 최대 25%에서 AIX 및 IBM i를 실행할 수 있습니다.

  • IBM Power S1024 및 L1024 - 4U 케이스. 1-2×DCM 모듈용 CPU 소켓, 24-48 코어.최대 8TB RAM을 지원하는 32배 OMI 메모리 슬롯, 최대 102TB의 NVMe 기반 SSD를 지원하는 10배 PCIe 슬롯, 8배 gen.5 및 2배 gen.4.16 슬롯.
  • IBM Power S1022 및 L1022 - 2U 케이스. 1-2× DCM 모듈용 CPU 소켓, 24~40 코어.최대 4TB RAM을 지원하는 32배 OMI 메모리 슬롯, 최대 51TB의 NVMe 기반 SSD를 지원하는 10배 PCIe 슬롯, 8배 gen.5 및 2배 gen.4.8 슬롯.
  • IBM Power S1022s - 2U 케이스. 1-2× eSCM 모듈용 1-2× CPU 소켓, 4-16 코어.최대 2TB RAM을 지원하는 16배 OMI 메모리 슬롯, 최대 51TB의 NVMe 기반 SSD를 지원하는 10배 PCIe 슬롯, 8배 gen.5 및 2배 gen.4.8 슬롯.
  • IBM Power S1014 - 4U 케이스 또는 타워.1× Power10 eSCM 모듈(4코어 또는 8코어 탑재).최대 1TB의 RAM을 지원하는 OMI 메모리 슬롯x 8 、 PCIe 슬롯x 5 、 Gen.5 슬롯x 4 、 Gen.4 슬롯x 4 、 NVMe 기반 SSD 최대 102 TB용.

운영 체제 지원

이전 POWER CPU와의 비교

7 nm 제조 프로세스를 변경하면 와트당 성능이 대폭 향상됩니다.

PowerAXON 설비는 이제 여러 클러스터 노드에서 공유되는 2PB의 유니파이드 클러스터 메모리 공간까지 확장되며 PCIe 5를 지원합니다.

새로운 SIMD 명령 및 bfloat16, INT4(INTEGER), INT8(BIGINT)[15][16] 등의 새로운 데이터 유형은 AI 워크로드 개선을 목적으로 합니다.

이전의 POWER9 및 POWER8 CPU와 달리 Power10에서는 CPU 모듈의 보안상 중요한 영역에 클로즈드 소스, 서드파티 펌웨어 및 필요한 오프모듈 메모리 [17]컨트롤러에 클로즈드 소스, 서드파티 펌웨어가 필요합니다.

브랜딩

Power10은 POWER9 및 이전의 모든 POWER 프로세서와 같이 대문자로 표기되어 있지 않다는 점에서 특이합니다.이러한 변화는 Power 10부터 시작하는 IBM의 Power Systems 제품 브랜드 변경의 한 부분이며, 이제 Power 10은 "Power"에 불과합니다.Power10에는 [18]로고도 붙어 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Dr. Cutress, Ian (2020-08-17). "Hot Chips 2020 Live Blog: IBM's POWER10 Processor on Samsung 7nm". AnandTech.
  2. ^ Quach, Katyanna (2020-08-17). "IBM takes Power10 processors down to 7nm with Samsung, due to ship by end of 2021". The Register.
  3. ^ a b c Schilling, Andreas (2020-08-17). "IBM Power10 offers 30 cores with SMT8, PCIe 5.0 and DDR5". Hardware LUXX (in German).
  4. ^ a b Kennedy, Patrick (2020-08-17). "IBM POWER10 Searching for the Holy Grail of Compute". ServeTheHome.
  5. ^ "IBM Reveals Next-Generation IBM POWER10 Processor". IBM. 2020-08-17.
  6. ^ Russell, John (2020-08-17). "IBM Debuts Power10; Touts New Memory Scheme, Security, and Inferencing". HPCwire.
  7. ^ Prickett Morgan, Timothy (2020-08-31). "IBM's Possible Designs For Power10 Systems". IT Jungle.
  8. ^ a b Giuliano Anselmi, Marc Gregorutti, Stephen Lutz, Michael Malicdem, Guido Somers, Tsvetomir Spasov (2022-07-11). "IBM Power E1050 Technical Overview and Introduction" (PDF).{{cite web}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  9. ^ a b Giuliano Anselmi, Young Hoon Cho, Andrew Laidlaw, Armin Röll, Tsvetomir Spasov (2022-07-19). "IBM Power S1014, S1022s, S1022, and S1024 Technical Overview and Introduction" (PDF).{{cite web}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  10. ^ GitHub/OpenPower/Rainier 소스
  11. ^ 이것이 세계에서 가장 강력한 서버입니다.
  12. ^ Giuliano Anselmi, Manish Arora, Ivaylo Bozhinov, Dinil Das, Turgut Genc, Bartlomiej Grabowski, Madison Lee, Armin Röll (2021-12-09). "IBM Power E1080 Technical Overview and Introduction" (PDF).{{cite web}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  13. ^ Larabel, Michael (2020-08-09). "Linux 5.9 Brings More IBM POWER10 Support, New/Faster SCV System Call ABI". Phoronix.
  14. ^ a b Prickett Morgan, Timothy (2019-08-06). "Talking High Bandwidth with IBM's POWER10 Architect". The Next Platform.
  15. ^ Patrizio, Andy (August 18, 2020). "IBM details next-gen POWER10 processor". Network World.
  16. ^ "Data type aliases". IBM. August 26, 2020.
  17. ^ "It's not just OMI that's the trouble with POWER10". September 8, 2021.
  18. ^ 더 이상 "힘"이라는 이름을 외치지 마세요(여기 제목에서 제외)