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IBM公布全新处理器POWER10:30核心7nm工艺,性能涨3倍

时间:2020-08-19 作者:综合报道 阅读:
IBM 在日前举行的 Hot Chips 2020 大会上,对外展示了其经过五年打磨的下一代 Power 系列数据中心处理器——Power10。这是IBM第一款商用级别7nm处理器,由三星代工,主要面向企业级混合云计算市场,号称能效是其上一代产品的 3 倍。
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在日前举行的 Hot Chips 2020 大会上,IBM 对外展示了其经过五年打磨的下一代 Power 系列数据中心处理器——IBM Power10。自从2014年“倒贴钱”出售晶圆制造业务后,IBM开始寻找外部晶圆代工厂,以Fabless的姿态继续与英特尔等公司在服务器处理器市场展开竞争。

今年以来,AMD一直在发布新的7nm处理器,在英特尔先进工艺频频推迟的情况下,AMD主导了7nm处理器市场,IBM希望通过其自行设计的 POWER10 处理器分一杯羹。

据《日本经济新闻》称,POWER10 将由三星电子的7nm  EUV工艺技术代工,可实现 180 亿个晶体管,核心面积更高达 602mm²,这也是IBM第一款商用级别7nm处理器。

三星代工生产7nm芯片的目的,是通过获取重要客户,抢夺竞争对手台积电的市场份额。在半导体代工领域,台积电掌握全球超过5成的市场份额,居于首位,三星紧随其后,市场份额近20%。

上代产品POWER9采用的是GlobalFoundries 的 14nm SOI 工艺,在其推出后的三年时间里,IBM一直没有发布新处理器。据IBM介绍,POWER10其实在五年前就开始设计了,融入了上百项新的专利技术,主要面向企业级混合云计算市场,号称能效是其上一代产品的 3 倍。

由于目前只是初次宣布而不是正式发布,所以POWER10的具体规格参数并未公布,但在备注资料中,IBM提到了性能对比来自一套两颗30核心POWER10组成的双路系统。

据介绍,POWER10系列处理器单颗拥有 16 个物理核心(Physical Cores),不过 IBM 将屏蔽了 1 个,最多只会启用 15 个核心,每个核心拥有 2M L2 Cache,合共可提供 120MB L3 Cache。这样能提高经济效益,也是一种更具侵略性的策略。

有趣的是,POWER10 芯片的单处理器模组(Single-Chip Module,SCM)或双处理器模组(Dual-Chip Module,DCM)封装方式,都可以在 SMT4(每个内核四个线程)或 SMT8(每个内核八个线程)中运行内核模式。单颗处理器最高可达 120 线程(simultaneous hardware threads),最大核心数至少有30个。

内存部份支持 16 x8 32 GT/s,PB 大小的内存集群功能(Memory Inception)很实用,本地处理器可以将其本地内存映射到相邻的处理器,因此需要更多内存的工作负载可以用相邻处理器的内存,而无需将页面交换到速度较慢的存储内存中。这种灵活性对于管理大型数据集来说至关重要。

2PB 的地址空间使之变为了可能,而且这种内存共享功能也可以扩展到企业级系统。

I/O方面,POWER10集成了一套名为开放内存接口(Open Memory Interface,OMI)的内存控制器,能够支持GDDR系、DDR系和SCM类的内存模块,灵活度很高,其中对DDR的支持做到了最新的DDR5。

本地内存通过低延迟、高带宽的 OMI 进行连接,最高可以提供4TB 的内存和1TB/s的超高带宽,而且没有一般高带宽内存的限制和费用。

另外,POWER10放弃了英伟达的 NVLink 接口,支持PCIe 5.0,一共有32条总线可供分配。

POWER10 内置了嵌入式矩阵数学加速器 (Matrix Math Accelerator)。其在单槽计算方面,可提供相比 POWER9 快 10 倍、15 倍、20 倍的 FP32、BFloat16、INT8 的 AI 推理性能。

安全方面,支持基于硬件的新技术,包括针对端到端安全的透明内存加密,每个核心AES加密引擎的数量四倍于上代POWER9,强化容器安全,并为面向未来的量子加密、同态加密做好了准备。

POWER10 的架构师威廉·斯塔克(William Starke)表示,POWER10 将采用多种配置,虽然具体细节尚未公布,但最大单处理器模组产品最多支持16-socket、15 SMT8 Cores,频率为 4+ GHz;双处理器模组产品可最多支持 4-socket、30 SMT8 Cores,频率为 3.5+ GHz。每个Socket的 PowerAXON 接口都支持超过 TB/s 级的带宽,而开放式内存接口(OMI)可以支持相同的带宽。

长期以来,IBM一直专注于高性能计算系统。目前全球速度最快的十台超级计算机中有三台使用了IBM的芯片,基于 Power 9 处理器并使用 Nvidia Tesla GPU 作为加速器的 Summit,就是世界上最快的超级计算机之一。

IBM表示,由POWER10支持的服务器系统2021年下半年上市。据业内人士分析,IBM可能希望在英特尔延迟生产7nm处理器期间尽快推出新品。

责编:Luffy Liu

本文综合自anandtech、机器之心、Techweb、快科技、HKEPC报道

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