POWER5
A POWER5 egy IBM által kifejlesztett és gyártott mikroprocesszor. Ez az igen sikeres POWER4 egy továbbfejlesztett verziója. A legfontosabb változás, hogy ez a processzor támogatja a szimultán többszálas végrehajtást (SMT) és egy lapkára épített/integrált memóriavezérlővel bővítették. A POWER5 egy kétmagos mikroprocesszor, amelyben minden egyes mag egy fizikai szál és két logikai szál végrehajtását támogatja, azaz a processzorban összesen két fizikai és négy logikai szál lehet végrehajtás alatt.

Történet 
A mikroprocesszor technikai részleteit először a 2003-as Hot Chips konferencián tették közzé. Egy teljesebb leírást közöltek a 2003-as Microprocessor Forum rendezvényen, 2003. október 14-én. A POWER5 processzort az IBM nem hozta nyílt kereskedelmi forgalomba és kizárólag az IBM saját maga és szerződéses partnerei használhatták. A mikroprocesszort alkalmazó rendszerek 2004-ben kezdtek megjelenni. A POWER5 a felső kategóriás vállalati szerver-piacon került felhasználásra, és az Intel Itanium 2 és kisebb mértékben a Sun Microsystems UltraSPARC IV+ és a Fujitsu SPARC64 V processzoraival versengett. 2005-ben egy újabb modellje, a javított POWER5+ váltotta fel.

Leírás 
A POWER5 a POWER4 egy továbbfejlesztése. A kétutas multithreading hozzáadása magával vonta a visszatérési verem, a programszámláló, az utasításpuffer, az csoport-befejező egység és a tárolási sor megkettőzését, mégpedig úgy, hogy ezekből minden egyes szál saját példánnyal rendelkezzen. Az erőforrások többsége, mint például a regisztertárak és végrehajtóegységek, megosztottak, bár minden szál a saját regiszterkészletét látja. A POWER5 szimultán többszálas végrehajtást (SMT) valósít meg, amelyben két szál hajtható végre egyidejűleg. A POWER5 letilthatja/kikapcsolhatja az SMT-t, ha a folyamatban lévő munkaterhelésre való optimizálás azt követeli meg.

Ahogy a regisztertárakhoz hasonlóan a két szál több erőforrást is megosztottan használ, azok kapacitását (méretét) általában megnövelték, hogy így kompenzálják a teljesítmény csökkenését. Az egész (integer) és lebegőpontos regiszterek számát külön-külön 120-ra növelték – a POWER4 80 fixpontos (integer) és 72 lebegőpontos regiszteréről. A lebegőpontos utasítás-gyorsítótár kapacitása szintén növekedett, 20 bejegyzésről 24-re nőtt. Az L2 egyesített gyorsítótár méretét 1,875 MiB-ra növelték és a csoport-asszociativitást 10 utassá tették. Az egyesített harmadik szintű gyorsítótárat a tokba helyezték át a külső, különálló csipeken való elhelyezés helyett. Ennek kapacitása 36 MiB-ra növekedett. Mint a POWER4-ben is, a gyorsítótárat megosztva használja a két mag (az mind a két magot kiszolgálja). A magok a gyorsítótárhoz a mag fél órajelfrekvenciáján működő két egyirányú 128 bites sínen keresztül férnek hozzá.

A lapkára épített integrált memóriavezérlő max. 64 GiB DDR és DDR2 memória használatát támogatja. Ez magas frekvenciájú soros síneket használ a külső pufferekkel való kommunikációra, a dual inline memóriamodulok (DIMM-ek) és a mikroprocesszor közötti kapcsolati rétegben.

A POWER5 276 millió tranzisztort tartalmaz, lapkafelülete . Az IBM gyártja -es szilícium szigetelőn (silicon on insulator, SOI) CMOS folyamattal, nyolc rétegű réz fémezéssel. A POWER5 lapkák kétcsipes modul (DCM) vagy többcsipes modul (multi-chip module, MCM) kiszerelésbe kerülhetnek. A DCM egy POWER5 lapkát és a hozzá kapcsolt harmadik szintű gyorsítótár lapkáját tartalmazza. Az MCM négy POWER5 lapkát és négy L3 gyorsítótár-lapkát tartalmaz (ekkor mindegyik POWER5 lapkához egy L3 gyorsítótár tartozik); egy ilyen modul mérete 95 mm × 95 mm.

A felső kategóriás rendszerekben az ViVA (Virtual Vector Architecture) nevezetű technológiájával több POWER5 processzor egyetlen vektorprocesszorként működő egységgé kapcsolható össze.

POWER5+ 
A POWER5+ a POWER5 egy javított soron következő változata, 2005. október 4-én mutatták be. A fejlesztési célok kezdetben az alacsonyabb energiafogyasztás ill. teljesítményfelvétel elérésére irányultak, emiatt egy újabb folyamattal gyártották. A POWER5+ csip 90 nm-es gyártási eljárással készül. Ez a lapkaméret csökkenését eredményezte, -ről -re.

Az órajel-frekvencia a megjelenéskor nem változott, továbbra is 1,5 és 1,9 GHz között maradt. 2006. február 14-én, az újabb változatok megjelenésekor az órajelfrekvenciát is emelték, először 2,2 GHz-re, majd 2006. július 25-én 2,3 GHz-re.

A POWER5+ ugyanabban a tokozásban került forgalomba, mint az előző POWER5 mikroprocesszor, de elérhető volt még négycsipes modulban is (QCM), amely két POWER5+ lapkát és két harmadik szintű gyorsítótár-lapkát tartalmaz (mindegyik POWER5+ lapkához egyet). Ezek a QCM csipek 1,5 és 1,8 GHz közötti órajelfrekvenciákon futnak.

Felhasználók 
Az IBM a DCM és MCM kiszerelésű POWER5 mikroprocesszorokat System p és System i szervercsaládjaiban, a DS8000 tárkiszolgálóban, és beágyazott mikroprocesszor formájában felső kategóriás Infoprint nyomtatóiban alkalmazza. Az IBM felső kategóriás IntelliStation POWER 285 munkaállomásaiba DCM modulokat építenek. A POWER5 külső felhasználói a Groupe Bull, amely ezeket Escala szervereiben alkalmazza, és a Hitachi, amely max. 128 POWER5+ mikroprocesszorig skálázható SR11000 számítógépeiben használja. Ez utóbbi számos installációval képviseltette magát a 2007-es TOP500 szuperszámítógép-listán. Az POWER5+ processzorokat alkalmaz még System p5 510Q, 520Q, 550Q és 560Q szervereiben.

Jegyzetek

Fordítás

Források 
 "IBM Previews Power5". (8 September 2003). Microprocessor Report.
 Clabes, Joachim et al. (2004). "Design and Implementation of the POWER5 Microprocessor". Proceedings of 2004 IEEE International Solid-State Circuits Conference.
 Glaskowsky, Peter N. (14 October 2003). "IBM Raises Curtain on Power5". Microprocessor Report.
 Kalla, Ron; Sinharoy, Balaram; Tendler, Joel M. (2004). "IBM Power5 Chip: A Dual-Core Multithreaded Processor". IEEE Micro.
 Krewell, Kevin (22 December 2003). "Power5 Tops On Bandwidth". Microprocessor Report.
 Sinharoy, Balaram et al. (2005). "POWER5 System Microarchitecture". IBM Journal of Research and Development.
 Vance, Ashlee (4 October 2005). "IBM pumps Unix line full of Power5+". The Register.

További információk 
 Sizing up the Super Heavyweights, a POWER5 és a Montecito összehasonlítása és elemzése, amely a jelentős változásokat magyarázza a POWER4 és a POWER5 között, valamint a teljesítmény becslése
 A High-Performance IBM Power5+ p5-575 Cluster 1600 and DDN S2A9550 Storage, Texas A&M University

Kapcsolódó szócikkek 
IBM System p
IBM POWER mikroprocesszorok
Power Architektúra
PowerPC
POWER6

IBM
IBM mikroprocesszorok

64 bites mikroprocesszorok
A POWER5 egy IBM által kifejlesztett és gyártott mikroprocesszor . Ez az igen sikeres POWER4 egy továbbfejlesztett verziója . A legfontosabb változás , hogy ez a processzor támogatja a szimultán többszálas végrehajtást ( SMT ) és egy lapkára épített/ integrált memóriavezérlővel bővítették . A POWER5 egy kétmagos mikroprocesszor , amelyben minden egyes mag egy fizikai szál és két logikai szál végrehajtását támogatja , azaz a processzorban összesen két fizikai és négy logikai szál lehet végrehajtás alatt . Történet A mikroprocesszor technikai részleteit először aas Hot Chips konferencián tették közzé . Egy teljesebb leírást közöltek aas Microprocessor Forum rendezvényen , októberén . A POWER5 processzort az IBM nem hozta nyílt kereskedelmi forgalomba és kizárólag az IBM saját maga és szerződéses partnerei használhatták . A mikroprocesszort alkalmazó rendszerekben kezdtek megjelenni . A POWER5 a felső kategóriás vállalati szerver-piacon került felhasználásra , és az Intel Itaniumés kisebb mértékben a Sun Microsystems UltraSPARC IV+ és a Fujitsu SPARC64 V processzoraival versengett.ben egy újabb modellje , a javított POWER5+ váltotta fel . Leírás A POWER5 a POWER4 egy továbbfejlesztése . A kétutas multithreading hozzáadása magával vonta a visszatérési verem , a programszámláló , az utasításpuffer , az csoport-befejező egység és a tárolási sor megkettőzését , mégpedig úgy , hogy ezekből minden egyes szál saját példánnyal rendelkezzen . Az erőforrások többsége , mint például a regisztertárak és végrehajtóegységek , megosztottak , bár minden szál a saját regiszterkészletét látja . A POWER5 szimultán többszálas végrehajtást ( SMT ) valósít meg , amelyben két szál hajtható végre egyidejűleg . A POWER5 letilthatja/ kikapcsolhatja az SMT-t , ha a folyamatban lévő munkaterhelésre való optimizálás azt követeli meg . Ahogy a regisztertárakhoz hasonlóan a két szál több erőforrást is megosztottan használ , azok kapacitását ( méretét ) általában megnövelték , hogy így kompenzálják a teljesítmény csökkenését . Az egész ( integer ) és lebegőpontos regiszterek számát külön-különra növelték – a POWER4fixpontos ( integer ) éslebegőpontos regiszteréről . A lebegőpontos utasítás-gyorsítótár kapacitása szintén növekedett, bejegyzésrőlre nőtt . Az L2 egyesített gyorsítótár méretét875 MiB-ra növelték és a csoport-asszociativitástutassá tették . Az egyesített harmadik szintű gyorsítótárat a tokba helyezték át a külső , különálló csipeken való elhelyezés helyett . Ennek kapacitásaMiB-ra növekedett . Mint a POWER4-ben is , a gyorsítótárat megosztva használja a két mag ( az mind a két magot kiszolgálja ) . A magok a gyorsítótárhoz a mag fél órajelfrekvenciáján működő két egyirányúbites sínen keresztül férnek hozzá . A lapkára épített integrált memóriavezérlő max.GiB DDR és DDR2 memória használatát támogatja . Ez magas frekvenciájú soros síneket használ a külső pufferekkel való kommunikációra , a dual inline memóriamodulok ( DIMM-ek ) és a mikroprocesszor közötti kapcsolati rétegben . A POWER5millió tranzisztort tartalmaz , lapkafelülete \ . Az IBM gyártja -es szilícium szigetelőn ( silicon on insulator , SOI ) CMOS folyamattal , nyolc rétegű réz fémezéssel . A POWER5 lapkák kétcsipes modul ( DCM ) vagy többcsipes modul ( multi-chip module , MCM ) kiszerelésbe kerülhetnek . A DCM egy POWER5 lapkát és a hozzá kapcsolt harmadik szintű gyorsítótár lapkáját tartalmazza . Az MCM négy POWER5 lapkát és négy L3 gyorsítótár-lapkát tartalmaz ( ekkor mindegyik POWER5 lapkához egy L3 gyorsítótár tartozik ) ; egy ilyen modul méretemm ×mm . A felső kategóriás rendszerekben az ViVA ( Virtual Vector Architecture ) nevezetű technológiájával több POWER5 processzor egyetlen vektorprocesszorként működő egységgé kapcsolható össze . POWER5+ A POWER5+ a POWER5 egy javított soron következő változata , októberén mutatták be . A fejlesztési célok kezdetben az alacsonyabb energiafogyasztás ill. teljesítményfelvétel elérésére irányultak , emiatt egy újabb folyamattal gyártották . A POWER5+ csipnm-es gyártási eljárással készül . Ez a lapkaméret csökkenését eredményezte , -ről -re . Az órajel-frekvencia a megjelenéskor nem változott , továbbra is5 és9 GHz között maradt . februárén , az újabb változatok megjelenésekor az órajelfrekvenciát is emelték , először2 GHz-re , majd júliusén3 GHz-re . A POWER5+ ugyanabban a tokozásban került forgalomba , mint az előző POWER5 mikroprocesszor , de elérhető volt még négycsipes modulban is ( QCM ) , amely két POWER5+ lapkát és két harmadik szintű gyorsítótár-lapkát tartalmaz ( mindegyik POWER5+ lapkához egyet ) . Ezek a QCM csipek5 és8 GHz közötti órajelfrekvenciákon futnak . Felhasználók Az IBM a DCM és MCM kiszerelésű POWER5 mikroprocesszorokat System p és System i szervercsaládjaiban , a DS8000 tárkiszolgálóban , és beágyazott mikroprocesszor formájában felső kategóriás Infoprint nyomtatóiban alkalmazza . Az IBM felső kategóriás IntelliStation POWERmunkaállomásaiba DCM modulokat építenek . A POWER5 külső felhasználói a Groupe Bull , amely ezeket Escala szervereiben alkalmazza , és a Hitachi , amely max.POWER 5+ mikroprocesszorig skálázható SR11000 számítógépeiben használja . Ez utóbbi számos installációval képviseltette magát aes TOP500 szuperszámítógép-listán . Az POWER5+ processzorokat alkalmaz még System p5 , , és szervereiben . Jegyzetek Fordítás Források " IBM Previews Power5" .September Microprocessor Report . Clabes , Joachim et al . " Design and Implementation of the POWER5 Microprocessor " . Proceedings ofIEEE International Solid-State Circuits Conference . Glaskowsky , Peter N.October " IBM Raises Curtain on Power5 " . Microprocessor Report . Kalla , Ron ; Sinharoy, Balaram ; Tendler , Joel M. " IBM Power5 Chip : A Dual-Core Multithreaded Processor " . IEEE Micro . Krewell , KevinDecember " Power5 Tops On Bandwidth " . Microprocessor Report . Sinharoy, Balaram et al . " POWER5 System Microarchitecture " . IBM Journal of Research and Development . Vance , AshleeOctober " IBM pumps Unix line full of Power5+ " . The Register . További információk Sizing up the Super Heavyweights , a POWER5 és a Montecito összehasonlítása és elemzése , amely a jelentős változásokat magyarázza a POWER4 és a POWER5 között , valamint a teljesítmény becslése A High-Performance IBM Power5+ p5-575 Clusterand DDN S2A9550 Storage , Texas A&M University Kapcsolódó szócikkek IBM System p IBM POWER mikroprocesszorok Power Architektúra PowerPC POWER6 IBM IBM mikroprocesszorok 64 bites mikroprocesszorok