硬科技：「簡報王」和他們的產(chǎn)地IBM Power Everywhere篇 ?

? by 癡漢水球 ? ? 2020.09.14 03:14PM ? ?

簡報時代背景：IBM在2004年初，挾著Power5那驚天動地橫掃千軍的恐怖效能，以及BlueGene/L奪下超級電腦Top500第一名寶座的氣勢，宣佈推動Power ? Everywhere，企圖對抗氣勢蒸蒸日上的x86陣營，避免踏上其他源自高階伺服器的RISC體系，因缺乏完善生態(tài)系統(tǒng)、難以推廣，而一個個步入歷史的後塵。 ?IBM在2004年3月31日啟動Power Everywhere戰(zhàn)略，計畫推動Power/PowerPC成為可「無所不在」的產(chǎn)業(yè)標準，並從下到上，晶圓廠、製程技術(shù)、電子輔助晶片設(shè)計工具、作業(yè)系統(tǒng)、一路到系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，建立完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。 ?隨即在2004年4月，將作為BlueGene/L超級電腦與一堆嵌入式系統(tǒng)心臟的PowerPC ?440產(chǎn)品線，以2億2千7百萬美元的價碼，出售給AMCC(Applied Micro Circuits ?Corporation)，建立起Power Everywhere的附庸同盟國。 ?

?2004年12月2日，IBM在北京宣佈成立Power.org，氣勢如虹，坐在臺下科科笑的筆者有幸躬逢其盛，瞻仰著Red ?Hat和Novell等軟體廠商，搶著搭上這班順風(fēng)車的浪潮。筆者還依稀記得，IBM某院士還信誓旦旦的說「Intel的半導(dǎo)體製程技術(shù)，終究比不上他們」。 ?IBM那時有多「唱秋」？筆者就來好好盤點當時藍色巨人的豐功偉業(yè)。 ?

• 伺服器：IBM Power5「Squadron」把擂臺上的所有競爭對手，包含Intel Itanium ?2，通通轟到觀眾席上了。32處理器/64核心的p5-595伺服器，TPC-C效能相當於「二、三、四名的總和」，計算機工業(yè)歷史上恐怕也沒有下次了。OpenPower ?720也奪下TPC-H非叢集效能機種的第一名。

• 超級電腦：雙核心PowerPC 440的BlueGene/L奪下Top500的王座，第四名的Mare Nostrum也是採用PowerPC 970fx處理器。

• 遊戲機：Sony PlayStation 3的Cell和微軟Xbox 2（Xbox 360）的Xenon都是IBM產(chǎn)品，而任天堂NGC（Nintendo GameCube）的Gekko當然也是。

• 網(wǎng)路設(shè)備：Cisco旗艦路由器CRS-1，其路由引擎也是IBM Inside。

• 嵌入式處理器：AMCC的PowerPC處理器，應(yīng)用在不同領(lǐng)域，如高階磁碟陣列卡。

• 個人電腦：那時Apple還是PowerPC的用戶。

所以IBM並非突然「三太子上身」創(chuàng)立「Power義和團」，Power Everywhere的理論基礎(chǔ)有其穩(wěn)固的根基。 ?

更何況，PowerPC的系統(tǒng)，已經(jīng)隨著探測車而登陸火星了，比肩「唯一上太空的Nikon單眼相機」和「飄在無重力狀態(tài)的ThinkPad筆電」。

計算機工業(yè)史上首顆原生雙核心伺服器處理器Power4「Regatta」，在2002年拿下微處理器報導(dǎo)的年度最佳伺服器工作站處理器獎項，不過就筆者當年印象所及，那時也沒什麼像樣的對手就是了(Intel Itanium 2表示...)。 ?

值得一提，衍生自Power4的PowerPC 970fx，擊敗了Intel 90nm製程Pentium 4「Prescott」和AMD Athlon 64 FX-51，也帶走了2003年的最佳桌上型處理器獎座。

自從DEC Alpha因一連串併購案而被Itanium取代後，性能王座就被IBM的Power牢牢的抓著，在2007年雙核心Itanium 2「Montecito」問世前，無人能夠威脅IBM的地位，直到一狗票x86追兵咬上來為止。 ?

藉由整合型記憶體控制、專屬L3快取匯流排與同時多執(zhí)行緒(SMT)，相較於前代Power4，Power5的表現(xiàn)完全脫胎換骨。

這性能提昇幅度究竟有多驚人？各位科科請自行眼見為憑，關(guān)於那票還「插在」觀眾席上的被轟殺對手們，筆者就假裝沒看到就是了。

但2005年卻風(fēng)雲(yún)變色，因為「對IBM的產(chǎn)品開發(fā)進程失望」，Steve Jobs在WWDC正式宣佈平臺轉(zhuǎn)移計畫，從PowerPC轉(zhuǎn)進Intel的x86處理器，IBM變相失去了最大的「分母」，也嚴重衝擊後繼PowerPC的研發(fā)計畫。 ?而當年寄以厚望的「附庸同盟國」，更在2011年轉(zhuǎn)向64位元ARM架構(gòu)，推出一系列的X-Gene伺服器處理器。

IBM也不得不放緩Power的產(chǎn)品時程表，跟著Intel一直擠牙膏，然後Power9被擠3次了，還是遲遲不見Power10的影子，只見慢慢的拖到2021年。 ? IBM Power 9處理器解析 地球上最強大泛用處理器 硬科技：一起在伺服器市場慢慢擠牙膏的IBM與Intel

為何Power ?Everywhere最終難逃雷聲大雨點小的厄運？道理很簡單：沒有Windows也沒有Android，沒有處處可見的個人電腦也沒有人手一隻的智慧型手機，除了遊戲機外，難以踏入平凡百姓家讓人感受到其存在，自然也作不大整個生態(tài)系統(tǒng)，即使擁有再多的輝煌歷史也是一樣。血跡斑斑的教訓(xùn)，各位懷有雄心壯志的科科，應(yīng)以此為鑒，科科。 ? IBM Power 9處理器解析 地球上最強大泛用處理器 ?

? by 癡漢水球 ? ? 2018.01.14 10:00AM ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 新品資訊 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ibm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ibm power ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? 長期關(guān)心處理器技術(shù)發(fā)展的科科們，或多或少都曾聽聞每年有兩場IEEE（電機電子工程師學(xué)會）贊助的論壇：介紹「高效能處理器」的Hot Chips與「高效能省電處理器」的COOL Chips，也是眾多廠商趁機進行技術(shù)行銷的好場合。 ?剛好今年IBM分別在這兩場活動，公開了其位處計算機工業(yè)技術(shù)頂點的兩款旗艦處理器： ?

• COOL Chips 20：發(fā)祥於1974年古老RISC之一的IBM 810計畫、高效能RISC伺服器的POWER9。

• Hot Chips 29：源自於1964年S/360大型CISC主機（Mainframe）的z14。

所以我們先來瞧瞧富有傳奇色彩的POWER家族最新成員，由內(nèi)而外，一層一層的抽絲剝繭。基本上，這種規(guī)格如同上帝、單價以一萬美金為單位的超級旗艦處理器，看到先跪下就對了。 ?IBM POWER9規(guī)格概要 ?

• 最多24核心/96同時執(zhí)行緒。

• 最高時脈4GHz。

• Global Foundry 14nm FinFET製程，SOI晶圓，17層金屬佈線。

• 80億電晶體，晶粒面積695平方公釐。

• Powe指令集架構(gòu)3.0版。

模組化的處理器核心 ?

POWER9處理器核心模組化的程度，簡直跟GPU有拼。 ?

• 指令管線前端與執(zhí)行單元完全獨立。

• 一個獨立的64位元單執(zhí)行緒單元：Slice。

• 兩個Slice組成一個128位元的Super-Slice。

• 可同時執(zhí)行4個64位元純量、或2個128位元向量運算。

• 可同時進行4個記憶體載入或回存。

• 接著就衍生出兩種因應(yīng)不同運算需求的處理器核心：

• 針對Linux環(huán)境追求虛擬化精細度的SMT4核心。

• 2組Super-Slice。

• 4條同時多執(zhí)行緒（SMT）。

• 6個指令解碼器。

• 最多24核心，96執(zhí)行緒。（不過目前僅販售最多22核心的系統(tǒng)，可能是部份核心損壞的良率問題）

• 32kB L1指令快取，32kB L2資料快取。

• 256kB L2快取記憶體。

• 配合現(xiàn)有PowerVM虛擬化分割區(qū)的SMT8核心。

• 4組Super-Slice。

• 8條同時多執(zhí)行緒（SMT）。

• 12個指令解碼器。

• 最多12核心，96執(zhí)行緒。

• 兩塊32kB L1指令快取，兩塊32kB L1資料快取。

• 512kB L2快取記憶體。

POWER9縮短指令管線深度至12到16階，較前代POWER8的15-23階，短了約5階，但仍維持相同的4GHz時脈，較短的指令管線，也意謂著較低的分支預(yù)測錯誤代價，較佳的分支處理效率，與更好的單執(zhí)行緒效能。 ?大型化的eDRAM快取記憶體 ?

POWER家族自POWER7開始，整合32MB大型化嵌入式動態(tài)記憶體（eDRAM），作為L3快取之用，POWER9則擴充容量至120MB之譜，由12塊10MB區(qū)塊所組成，可提供高達7TB/s的晶片內(nèi)部理論傳輸頻寬。 ?2種不同的主記憶體配置 ?

針對不同的平臺，POWER9有兩種主記憶體組態(tài)： ?

• 拼系統(tǒng)數(shù)量與較低記憶體存取延遲的Scale Out（雙處理器環(huán)境）：8通道DDR4直連處理器，最高容量4TB，理論傳輸頻寬120GB/s。

• 衝單一系統(tǒng)規(guī)模與記憶體損耗備援的Scale Up（多處理器環(huán)境）：外接8顆記憶體緩衝晶片（Memory Buffer），最高容量8TB，理論傳輸頻寬230GB/s，這組態(tài)可以提供加倍的25G Bluelink（後面會提到）。

多樣化的「外掛」介面 ?

IBM從POWER7+開始強化輔助加速處理器的應(yīng)用，POWER8追加支援CAPI（Coherent Accelerator Processor Interface），而為了與nVidia合作，特別開發(fā)支援NVLink的特規(guī)POWER8也早已眾多皆知。 ?POWER9更進一步，除了加強晶片整合的解壓縮與加解密功能，也擴充了相關(guān)的「外掛」界面。 ?

• 48 Lane PCIe Gen4：192GB理論雙向頻寬。

• 連接一般的PCIe裝置。

• CAPI 2.0，提供POWER8的四倍效率。

• 48 Lane 25G Bluelink：300GB理論雙向頻寬。

• NVLink 2.0，前一版的兩倍。

• OpenCAPI 3.0（或稱為New CAPI）：理論頻寬高達200GB/s，預(yù)留連結(jié)加速器、儲存設(shè)備或網(wǎng)路。

無愧地球上最強大汎用處理器的寶座 ?

基本上，IBM POWER家族的歷代效能都沒啥好懷疑的空間，而論各類伺服器應(yīng)用，POWER9大致上可以提供POWER8近兩倍的單處理器效能，地球上最強大汎用處理器的寶座應(yīng)該是跑不掉的，而藍色巨人數(shù)十年來在虛擬化管理，領(lǐng)先世界的幅度也沒有令人質(zhì)疑的地方。 ?不過在最後，筆者還是得不厭其煩的提醒各位：「大型主機」這個字請千萬不要亂用，POWER和IBM大型主機一點關(guān)係都沒有，那是S/360後代Z系列的專利，謝謝收看。 ? 除了蘋果A系列、IBM的POWER家族外，還有什麼的處理器是你有興趣的呢？ ? ? 硬科技：一起在伺服器市場慢慢擠牙膏的IBM與Intel ?

? by 癡漢水球 ? ? 2018.10.12 06:53PM

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 專家觀點 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 硬科技 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? intel ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ibm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 處理器 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 伺服器 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

?2017年八月HotChips 29的Intel：Skylake微架構(gòu)的Xeon。 ?

?2018年八月HotChips 30的IBM與Intel：繼續(xù)冷飯熱炒Power9和Skylake微架構(gòu)的Xeon。 ?筆者也只能陪著這兩間大廠一起擠牙膏了，看看能擠出什麼有趣的花樣。 ?

?不過一般讀者甚少有機會接觸到這些超旗艦等級的高效能處理器，各位科科還是可以瞧瞧這個「PowerAXON」帶來何等強大的擴充性。 ?連接多處理器的Scale-Up環(huán)境： ?

?作為NVLink 2.0連接大量NVIDIA繪圖晶片： ?

?作為OpenCAPI、透過SCM (Storage Class Memory) 擴充DDR4主記憶體容量： ?

?基本上，看到這些令人匪夷所思的「超高規(guī)格」以及讓人連想都不敢想像的高昂價格，除了只能跪跟拜，好像也不能作什麼事情了。 ?原來去年發(fā)表的是Power9 SO (Scale-Out)，今年的是Power9 SU (Scale-Up)，看來還有擴充更先進I/O和記憶體子系統(tǒng)的Power9可以慢慢擠，期待大家明年再相會，繼續(xù)看著藍色巨人表演擠牙膏。 ?但說到擠牙膏，還有另一家更專業(yè)、各位科科絕對耳熟能詳?shù)拇髲S，雖然他們好像也快擠不出什麼東西來了。 ?

?Intel Skylake-SP的後繼者：「Apache Pass」總算被擠出來了 ?號稱「集Intel x86伺服器技術(shù)大成」的Skylake-SP「Purley」平臺，早在2017年七月發(fā)布，並遭受AMD EPYC的猛烈狙擊。今年的Cascade Lake-SP僅為Skylake-SP的微幅改版，基本上改進了三個地方： ?

• 原本Skylake-SP就應(yīng)該支援的「Apache Pass」：採用Optane (原名 3D Cross Point)技術(shù)的非揮發(fā)性記憶體模組「Optane DC」。

• AVX-512指令集的VNNI擴充：強化短整數(shù)運算效率，增強人工智慧和深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用。

• 針對先前因處理器預(yù)測執(zhí)行而導(dǎo)致的安全性漏洞，追加防範措施。

?Optane DC可作為「速度較慢、容量更大、不怕斷電」的主記憶體或超高速SSD之用。其實新世代高效能非揮發(fā)性記憶體的應(yīng)用，是一個非常有趣的主題，留待日後有機會再深入探討。 ?

?參考文章：硬科技：Intel邁向人工智慧晶片的一小步：Knights Mill ?「新」AVX-512指令集的VNNI強化了短整數(shù)的運算效能，更適用於人工智慧與深度學(xué)習(xí)。 ?

?參考文章： ?硬科技：被Intel處理器漏洞嚇傻前 科科們要先知道的事（上） 硬科技：被Intel處理器漏洞嚇傻前 科科們要先知道的事（中） 硬科技：被Intel處理器漏洞嚇傻前 科科們要先知道的事（下） ?對於因預(yù)測執(zhí)行機制而衍生的諸多處理器漏洞，Intel在Caslake Lake-SP也做出了亡羊補牢的補強措施，但實際效果如何，包括Intel和Google，大概也沒人希望受到真正的考驗吧。 ?

?值得注意的是，在HotChips 30，有一場時間長達一小時45分、簡報多達70頁的主題演講 “Spectre/Meltdown ?& What it means for future design”，主講者包括資訊科班無人不知的RISC大師John ?Hennessy與揭發(fā)Intel處理器漏洞的Google員工。這主題有點複雜，希望筆者以後有動力可以「補完」這個失落的環(huán)節(jié)。 ?

?行文至此，看著滿滿的過往文章被「重見天日」，筆者都覺得自己在擠牙膏了，真是太可怕了，這麼糟糕的行為，各位科科千萬不要學(xué)啊。 ?但為何IBM與Intel會從當年「小步快跑」的Tick-Tock (鐘擺)，演變成今天的擠牙膏大賽，究竟是製程技術(shù)遭遇瓶頸、在製程研發(fā)過度投資、還是市場本來就不需要如此頻繁的產(chǎn)品更迭，就值得各位科科多多想想了。 ?

? ? ? ? ? ? ? 5 則回應(yīng) ?

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Bing Rui Tsai ? ? ? ? ? ?當初如果沒蘋果iphone橫空出世，現(xiàn)在的手機就沒有像現(xiàn)在這麼先進方便，也才短短幾年的時間 ? ? ? ? 2018-10-14

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Lu Miku ? ? ? ? ? ?要小心擠著擠著就...像哪個KODAK ? ? ? ? 2018-10-14

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Kaoru Li ?AMD搞CMT的殷鑑不遠 激進不全然是好事 ?2018-10-13 ?.

硬科技：歷史上著名的逆轉(zhuǎn)秀IBM Power5

? by 癡漢水球 ? 2021.04.06 02:27PM

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 專家觀點 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 硬科技 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? AMD ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ibm ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 硬科技 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

• ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Power5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? 2004年第二季，除了NVIDIA在NV40表演了一場華麗的逆轉(zhuǎn)秀，那年的夏天，在高階伺服器CPU市場更上演了一場空前絕後的「效能大屠殺」：藍色巨人IBM在7月14日發(fā)表了採用Power5(代號”Squadron”)處理器的伺服器，包括雙處理器的p5-520、四處理器的p5-550和16處理器的p5-570(當然後來又追加一堆機種，像「開放」的OpenPower ?720)。 硬科技：「簡報王」和他們的產(chǎn)地IBM Power Everywhere篇 IBM早在2003年的HotChips 15初步公開Power5的技術(shù)概要，2003年底的Microprocessor ?Forum發(fā)布規(guī)格細節(jié)，大家也都很清楚Power5是以Power4為基礎(chǔ)的延伸加強版。但世人萬萬沒想到的是：結(jié)合同時多執(zhí)行緒(SMT)和大翻修後的記憶體子系統(tǒng)，Power5的效能表現(xiàn)竟然會「剌麼厲害」，把所有擂臺上的競爭對手通通轟到了觀眾席。 硬科技：AMD同時多執(zhí)行緒SMT4是什麼？圖解CPU各種核心與執(zhí)行緒關(guān)係

博學(xué)的科科一定會很好奇：1999年底披露、2001年上市的Power4(代號”Regatta”)，是計算機工業(yè)史上首顆原生雙核心泛用CPU，不僅相容了IBM所有的商用RISC指令集(RS/6000、AS/400、PowerPC)，也有大量個人電腦無緣一親芳澤的尖端技術(shù)，那為何Power5會如此令人感到震撼？

答案很簡單：因為Power4的效能表現(xiàn)實在有點讓人感到差強人意，並沒有替當時的IBM帶來明顯的優(yōu)勢，而Power5橫空出世的好戲，也清楚告訴大家Power4的弱點究竟在哪裡，也充分彰顯了後來x86處理器的幾個重要的技術(shù)趨勢。 首先，Power5導(dǎo)入同時多執(zhí)行緒(SMT)，每個處理器核心等同於2個邏輯處理器?？瓶苽円苍S會馬上反應(yīng)：Intel的HyperThreading也不就這樣嗎？但IBM畢竟是那個領(lǐng)導(dǎo)計算機工業(yè)數(shù)十年的伺服器王者，做出來的東西也絕非「區(qū)區(qū)個人電腦背景」的Intel ? AMD所能比擬，除了在AIX作業(yè)系統(tǒng)可「動態(tài)」啟動關(guān)閉SMT模式，當無須第二條執(zhí)行緒時，就將資源集中給單一執(zhí)行緒(你的眼睛絕對沒看錯)，更可藉由分配「8個」指令解碼器給2條執(zhí)行緒，調(diào)控執(zhí)行緒的效能優(yōu)先權(quán)(你的眼睛還是沒看錯)。

相較於Intel在Pentium 4實做HyperThreading僅增加5%功能電路，為了充分提高效能，Power5比Power4整整多出了24%，如更充沛的實體暫存器檔案等等。

其次，記憶體子系統(tǒng)更是Power5的重頭戲，L3快取記憶體控制器直通處理器核心，變相成為L2的延伸，並整合了記憶體控制器，也提昇了不同Power5晶片之間的匯流排(和多處理器延展性息息相關(guān)的快取資料一致性協(xié)定、和大型多處理器架構(gòu)層面的改善項目，就不須在這裡解釋了)。2003年底Microprocessor ?Report那句 “Power5 Tops On Bandwidth” 標題，堪稱最好的註腳。 硬科技：AMD移除用了17年的整合式記憶體控制器 AMD為何這麼做？

大幅縮減的L3快取與記憶體延遲，有如激增效能的威而剛。

L3快取記憶體也透過多晶片封裝跟處理器包在一起，整合度更高，也精簡系統(tǒng)架構(gòu)的複雜度。

從1964年的S/360為起點的IBM大型主機，其虛擬化領(lǐng)域的獨門絕活，也陸續(xù)「下放」到Power體系，Power5具備微分割區(qū)(Micro-Partitioning)，最多配置10個分割區(qū)，以1%為基本單位，可精細的設(shè)定每個分割區(qū)的資源比例與使用權(quán)限(別再懷疑了，你的眼睛沒有問題)，可將所有運算能量都砸在刀口上，毫無一絲一毫浪費。這些看似外星科技的特性，也一直存在於IBM的高階伺服器並持續(xù)進化中。 什麼是「大型主機」？

好啦，前面扯了這麼多，那Power5到底是厲害到什麼程度？ 在TPC-C公佈的測試數(shù)據(jù)，16顆雙核心Power5的p5-570，足以抗衡「64顆」Intel Itanium 2的HP ?Integrity SuperDome。SAP SD-2 Tier測試，8顆Power5勝過「32顆」Itanium 2和「36顆」Sun ?UltraSPARC IV。至於SPEC CPU，Power5一舉創(chuàng)下浮點項目的歷史新高，單核心效能更是Intel Itanium ?2的「2倍」。更扯的還在後面，2004年11月的p5-595(32顆Power5)，創(chuàng)下TPC-C世界紀錄，效能相當於「二、三、四名的總和」，和同級產(chǎn)品相比，不是人家的2倍3倍，就是4倍5倍，甚至快要6倍。 簡而言之，就是「1個核心打?qū)Ψ?個還有?！沟母拍?。同樣擁有SMT和整合記憶體控制器，IBM和Intel/AMD相比，同樣是肝藥處方，相同提煉，做法不同，成本效果也不同，斯斯保肝... 呃，總之就是天差地遠。 最後，那Power4的弱點是哪些？說穿了不外乎「佈署龐大執(zhí)行單元但使用效益不佳」和「記憶體子系統(tǒng)不夠有力」，IBM就對癥下藥，在2004年的夏天，再次確立其伺服器王者的地位。順便講一下，Power4的總工程師叫做Chuck ?Moore，後來跳槽到AMD主動並操刀推土機的研發(fā)... 然後？就沒有然後了。

?硬科技：回顧AMD Zen微架構(gòu)和EPYC (上)硬科技：回顧AMD Zen微架構(gòu)和EPYC (中)硬科技：回顧AMD Zen微架構(gòu)和EPYC (下)IBM Power 9處理器解析 地球上最強大泛用處理器

不過，想必科科們一定會好奇，像Power5這種各方面都強到誇張的高階伺服器CPU，1顆大概要多少錢？筆者只能說，當年IBM的替料維修報價，Power5都是「10000美元為基本單位」起跳，保證讓你看到連科科笑都笑不出來，也難怪IBM Power10敢用外界質(zhì)疑良率不佳的Samsung 7nm製程了?？瓶啤?/p>

硬科技：大型主機Mainframe到底是什麼？

by?癡漢水球?2018.07.27 05:20PM

• 專家觀點

• ibm

• 伺服器

• 大型主機

因有人一直好奇「IBM不是已經(jīng)有傲視世界的Power處理器了，為何還有看起來好像更厲害卻又不知道到底用來幹嘛的Z系列，而且還是藍色巨人真正的伺服器臺柱？」，筆者不得不重炒「大型主機(Mainframe)」這盤歷史超過半個世紀的冷飯。不過為何方便各位科科迅速進入狀況，就採用腦內(nèi)補完的問答，希望不會被編輯部視為詐騙稿費的不當行為。 今日的大型主機，其定義是什麼？ 如果要筆者真心話大冒險，根據(jù)當下的市場現(xiàn)況，只要一句「從1964年的IBM S/360一路發(fā)展到今日System Z的徒子徒孫」就打死了，但這極度的政治不正確，所以請各位科科繼續(xù)爬文看下去。

是不是電腦看起來比較大，外觀像冰箱，就叫做大型主機？ 不對，大型有其嚴謹定義，就算賣出一堆高階伺服器的IBM，也不會用「大型主機」稱呼其源自IBM 801計畫的RISC體系伺服器，僅System Z一家，別無分號。 大型主機是不是超級電腦(Supercomputer)？ 當然不是，大型主機是針對一般交易需求與多工環(huán)境而打造的高可用度集中式系統(tǒng)，超級電腦則是為了高密度浮點運算而最佳化的分散式運算平臺，但好像一直不少人傻傻的搞不清楚這兩者的差別。 大型主機的優(yōu)點和訴求是什麼？ 首先，須提供足以支撐大量使用者與巨大交易量時(如每個月五號發(fā)薪日)，依舊可穩(wěn)定輸出的表現(xiàn)，所以必備極高的可靠性、超強的I/O效能、一絲不茍的加密安全性與極致的虛擬化能力，軟硬體高度垂直整合到完美的程度，實際上可以展現(xiàn)的真實世界效能，遠遠超出帳面上的MIPS數(shù)字，這也是有別於超級電腦截然不同的特色。 其次，因數(shù)十年來採用COBOL語言撰寫的核心業(yè)務(wù)程式碼，往往不會也不能被更動（因為恐怕已經(jīng)沒有人完全看得懂裡面的商業(yè)邏輯），大型主機應(yīng)具有毫無妥協(xié)的指令集回溯相容能力，確保過去的程式都可穩(wěn)定的在新系統(tǒng)上執(zhí)行，這對銀行和金融機構(gòu)特別的重要。 是不是一定要古老的CISC指令集，才有資格被稱為大型主機？ 在高階語言編譯器技術(shù)尚未成熟，記憶體容量小的可以的1960年代，透過微碼(Microcode)組成功能強大、盡其所能的貼近高階語言、並能支援豐富的字串與十進位數(shù)字處理的複雜指令集，並執(zhí)行大量COBOL語言，算是大型主機誕生時的必備條件。但隨著時間演進，這定義也逐漸受到挑戰(zhàn)，也許連作業(yè)系統(tǒng)都無法買斷、須按時繳交「保護費」的封閉特性，才是唯一有意義的基準。 既然如此古老，那應(yīng)該也引領(lǐng)了無數(shù)計算機工業(yè)史的創(chuàng)新？ 基本上，大型主機堪稱近代計算機技術(shù)發(fā)展的縮影，而IBM就更具代表性。

• 計算機結(jié)構(gòu)(Computer Architecture)一詞，就是IBM為S/360而創(chuàng)，代表指令集如同電腦的語言，指令集相同的不同電腦，可以執(zhí)行同樣的軟體，這是歷史上的創(chuàng)舉，在S/360之前，包含IBM在1950年代的前兩代大型主機，不同電腦就會有不同的指令集。

• 微碼組成的處理器控制單元。

• 軟碟機，最早用來存放微碼。

• 1 Byte = 8 Bit的工業(yè)標準。

• 虛擬記憶體。(S/360 Model 67)

• 快取記憶體。(S/360 Model 85)

• 虛擬化。(VM/370)

• 先前引發(fā)CPU安全性疑慮的非循序指令預(yù)測執(zhí)行，也是起源於大型主機(S/360 Model 91的Tomasulo演算法)。

為何近20年來，一直都有「大型主機換機潮」？ 除了維護成本高昂，使用者如同被廠商綁架的肉票，更重要的因素在於「難以符合業(yè)務(wù)需求」，大型主機的封閉性延長了新服務(wù)開發(fā)測試佈署的時間成本，尤其對分秒必爭、盡速導(dǎo)入新服務(wù)的金融業(yè)者來說，大型主機讓他們難以「Time To Market」，人力市場長期缺乏COBOL人材更是致命的誘因。 不像臺灣一狗票只想鼓勵大家多作功德即可「產(chǎn)業(yè)自動轉(zhuǎn)型，人人通通加薪」的無能政客、慣老闆企業(yè)和熱愛加班的奴工，以IBM為首的大型主機業(yè)者也不是躺著等死，從開始支援Java、作業(yè)系統(tǒng)可選用Linux、一路到「擁抱開源碼軟體社群」的純Linux大型主機，積極的進行一連串「讓自己看起來更加開放」的改革。畢竟羊毛出在羊身上，成效如何，在此按下不表，但唯一可以肯定的是，這些「活化石」依舊是支撐IBM伺服器業(yè)務(wù)的骨幹，位居傲視伺服器世界的頂峰。