Внутреннее пространство POWER7
Из обязательного набора улучшений выполнены пункты, касающиеся повышения производительности, объемов обрабатываемой информации и надежности при снижении энергопотребления. Процессор POWER7 — многоядерный, с одночиповой памятью типа eDRAM. Его ядра оптимизированы по расположению на кристалле, тепловыделению и энергопотреблению. Заявленные характеристики надежности у данной модели выше, чем у предшествующих, в частности, благодаря почти 1000-кратному уменьшению числа сбоев, возникающих в результате электрических разрядов в схемах на кристалле. Помимо того, для ЦП характерно снижение потерь электроэнергии в режиме простоя почти в 4 раза. Все это позволяет пользователям надеяться, что серверы с процессорами POWER7 повысят эффективность информационных технологий, применяемых в бизнесе.
Процессор POWER7 производится по 45-нм техпроцессу. Кристалл имеет площадь 567 мм², на нем располагаются 1,2 млрд. транзисторов. Число ядер может быть 4/6/8 на разъем в зависимости от характера использования сервера с данным ЦП. Тактовая частота процессора составляет от 3 до 4,14 ГГц. Объем кэш-памяти второго уровня — 256 Кбайт на ядро, а третьего — 4 Мбайт на ядро. Каждое из ядер поддерживает обработку до четырех потоков.
Отдельно стоит отметить интегрированную на процессоре память с произвольным доступом — eDRAM (embedded Dynamic Random Access Memory), производимую по 32-нм техпроцессу. По данным IBM, она имеет наименьшую в отрасли ячейку, а ее быстродействие и емкость превышают показатели статической памяти с произвольным доступом SRAM, выполненной по 32-, 22- и даже 15-нм технологии. Задержка при работе новой памяти не превышает 2 нс.
Интересно сравнить POWER7 с предшественником. Так, двухъядерный процессор POWER6 имеет 1, 2 или 4 ядра, создан по 60-нм технологии, его максимальная частота выше 4 ГГц. У версии 6 кэш-память второго уровня составляет по 4 Мбайт на ядро, а общая кэш-память третьего уровня — 32 Мбайт. Площадь кристалла POWER6 — 341 мм². У него два контроллера памяти, по одному на ядро, и столько же на кэш-память третьего уровня. Процессор предыдущего поколения включает 790 млн. транзисторов. В целом даже по представленным характеристикам процессоров можно понять, за счет чего POWER7 имеет более высокую производительность.
Мир на базе POWER7
В основном процессор POWER7 применяется в RISC-серверах Power 750, Power 770 и Power 780, отличающихся высокой степенью виртуализации, что делает возможным оптимальное регулирование нагрузок на сервер при соблюдении качества оказываемых услуг (QoS) и гарантированной производительности. Это обеспечивает заказчику более высокую скорость возврата инвестиций. Помимо того, поддерживается баланс производительности и эффективности в работе сервера за счет динамического управления его энергопотреблением.
Сервер Power 750 содержит четыре процессора с шестью или восемью ядрами. Тактовая частота ЦП изменяется от 3 до 3,55 ГГц. Он сертифицирован на работу по энергосберегающей технологии Energy Star, что подразумевает умеренное энергопотребление, несмотря на высокую производительность. Например, по приведенным IBM данным, сервер Power 750 в четырехблочном исполнении с максимальным энергопотреблением 1,95 кВт в тесте SPECint_rate2006 набрал 1060 баллов, что примерно на 20% больше, чем 64-процессорный сервер HP Integrity Superdome с двухъ ядерными процессорами Intel Itanium2, работающими на тактовой частоте 1,6 ГГц, с максимальным энергопотреблением 11,6 кВт. Из этого специалисты сделали вывод, что Power 750 отлично подходит для вышеуказанного сервера НР. Однако к такому утверждению стоит относиться с большой долей скептицизма.
Разумеется, было бы интереснее сравнить Power 750 с современными серверами НР на более представительной выборке тестов. Ведь первое, что сделает заказчик при модернизации, это сравнит показатели своей системы с новой продукцией той фирмы, которая продала ему первоначальный сервер. Например, стоит отметить производительность IBM Power 750 в тесте SAP SD 2-tier по решению прикладных задач на программной платформе компании SAP с установленной базой данных DB2. Он справляется с задачами так же быстро, как 128-ядерный сервер Sun SPARC Enterprise M9000 c 32 процессорами. Правда, стоит помнить, что DB2 производит IBM.
В настоящее время компания IBM предлагает еще две модели серверов на базе процессора POWER7 — IBM Power 770 и Power 780. Модель Power 770 содержит по два процессора в блоке (суммарно 12 или 16 ядер), а всего сервер имеет до четырех блоков. Тактовая частота работы процессоров составляет 3,1 или 3,5 ГГц. Возможно распределение загрузки процессоров по запросу, поддерживаются Enterprise RAS (надежность, доступность в оказании услуг в масштабе предприятия). Причем cервер IBM Power 770 на 16 ядрах потребляет электроэнергии приблизительно столько же, сколько и сервер IBM Power 570 на 8 ядрах, имея сходное тепловыделение.
Старшая модель линейки — IBM Power 780 — несет на борту до восьми процессоров (до 64 ядер, поддерживающих технологию TurboCore), работающих на частоте 3,86 или 4,14 ГГц. В нем реализованы такие технологии, как распределение нагрузки по требованию, Enterprise RAS и PowerСare, а кроме того, поддержание работоспособности сервера в режиме 24/7 (круглосуточно в течение недели).
Программная вселенная POWER7
Следует отметить, что компания IBM предоставляет полный набор ПО для своих серверов, которого достаточно для решения основных бизнес-задач. Так, корпорация создает промежуточное ПО (middleware), ПО поддержки технологии виртуализации (Virtual Machine Management) и ОСТАК?. Это прежде всего программные средства, оптимизирующие загрузку ПО, операционная система AIX (универсальная ОС), IBM i (ОС для поддержки бизнес-процессов), а также масштабируемый Linux для консолидации с платформой х86. Кроме того, большой комплекс программ IBM System Software позволяет реализовывать технологии виртуализации, поддержки надежной и безопасной работы системы, а также разработки ПО и управления процессами виртуализации и динамического контроля энергопотребления.
Наконец, благодаря применению серверов на базе процессора POWER7, можно строить кластерные решения PowerHA для учета и анализа состояний оборудования, включающие возможности продуктов и технологий IBM Smart Analytics System, SAP on DB2, Power System и DB2 Pure Scale. Помимо того, имеются полные фирменные решения для других платформ с использованием IBM Lotus Domino и решения IBM Rational Developer for Power для разработки ПО на платформе Rational Software и даже для создания механизмов параллельной обработки информации на основе IBM WebSphere Application Server Parallelization (PowerVM).