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處理器
POWER是Performance Optimization WithEnhanced RISC(增強型RISC的性能優化)的縮寫,是由IBM公司開發、定義的一種CPU體系結構,是最通用的幾種CPU體系結構之一[1],主要指:1. 一種由IBM公司設計開發的一種基于RISC架構的指令集體系構架(ISA),被稱為POWER ISA。2.是實現了POWER ISA的處理器系列的名稱。POWER系列處理器在不少IBM服務器、超級計算機、小型計算機及工作站中。
  • 中文名:
  • 外文名:
  • 所屬學科:
  • 英文名:power
  • 開 發:IBM公司
  • 定 義:CPU體系結構

内容簡介

主要指:

1. 一種由IBM公司設計開發的一種基于RISC架構的指令集體系構架(ISA),被稱為POWER ISA。

2. 是實現了POWER ISA的處理器系列的名稱。POWER系列處理器在不少IBM服務器、超級計算機、小型計算機及工作站中。

發展曆史

POWER的曆史可以追溯到IBM 801處理器體系結構之前,大約1975年前後在IBM公司的T.J.Watson研究中心,John Cocke和同事們研究有關"電話呼叫轉換"的課題,這一課題中有一個目标是要求設計一款處理器,它能夠在每個時鐘周期内執行一條指令,從而在盡可能短的時間内處理盡可能多的電話呼叫,實現的這個處理器體系結構後來被稱之為IBM 801。IBM 801幾乎是第一個精簡指令系統處理器,大約120條指令,相比原有的CISC(複雜指令系統)處理器,不僅處理能力有了巨大的提升,而且功耗也更小,設計及制造成本也更低。1986年IBM推出的PC RT是第一台基于801處理器的商用計算機。

也是在1986年前後,John Cocke進入位于美國Austin到"America"項目中繼續進行CPU體系結構方面的研究,這一項目的成果成為今天的POWER/PowerPC體系結構的基礎。由于在RISC和編譯器優化方面的傑出貢獻,John Cocke獲得了1987年的圖靈獎。

POWER1——第一代的POWER處理器,誕生于1990年2月,随着IBM的RS/6000系列計算機系統發布。

POWER2——于1993年11月發布,并在當時成為性能最高的處理器。

POWER3——于1998年發布,POWER3以及随後的POWER系列處理器均全部實施了64-bit PowerPC架構,并都不再支持更早之前的舊POWER指令集架構(ISA),包括PowerPC指令集架構或任何POWER2所追加延伸的指令,如lfq或stfq等,都不再具備與支持。

POWER4——于2001年發布,POWER4是第一款頻率超過1GHz的POWER處理器。POWER4實現了POWER ISA v.2.00。

POWER5——于2004年發布,POWER5是一款雙核處理器,并在邏輯上實現了4核心運算。

POWER6——于2007年5月發布,POWER6采用了65納米工藝設計。摒棄了亂序運算單元,而采用順序運算的流水線設計,其最高運行頻率達到了恐怖的5GHz,對應POWER ISA v.2.03。

POWER7——于2010年2月發布,POWER7采用了45納米的SOI工藝設計。運行頻率介于 3.0GHz 到 4.25GHz 之間。每個處理器集成4、6或者8核心,且每核心可以采用4路SMT線程,且由于芯片同時集成了SRAM和DRAM工藝,L3緩存最高可達32M,對應POWER ISA v.2.06。

POWER8——2013年8月26号發布,Power 8是專為雲計算服務器而生的。Power 8處理器最大為12核心設計,超線程技術從上代産品的4-Way SMT提高到了8-Way SMT,也就說其最大能夠支持96線程,即便是Intel也隻能對此望洋興歎了。12顆核心共享96MB的三級緩存,另外還可以使用128MB的eDRAM四級緩存,但四級緩存并沒有封裝在處理器内部。

單核方面,每顆核心擁有64K的數據緩存、32K的指令緩存以及512K的二級緩存,包含有16個執行單元,分别是2個FXU、2個LSU、2個LU、4個FPU、2個VMX、1個Crypto、1個DFU、一個CR以及一個BR。相比Power 7系列來說單線程性能最大提升60%。

内存方面,Power 8總帶寬高達230GB/s,同時支持事務性内存,支持Crypto&内存擴展,另外還支持PCI-E 3.0技術。

功耗管理方面,Power 8處理器和Haswell有些相似,在芯片内部直接集成了VRM模塊,支持内部功耗控制。

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IBM通過網站,向其它開發者及制造商推廣POWER架構及其它衍生産品。

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