Все новости от 1 сентября 2004 г.

IBM готовит многоядерный PowerPC

Микропроцессорное отделение компании IBM работает над новым процессором семейства PowerPC. Это будет первый двухъядерный процессор в данном семействе, традиционно ориентированном на легкие системы (класса рабочих станций или блейд-серверов).

Как утверждают источники, чип получил кодовое наименование "Антарес" и будет выпущен под официальным названием PowerPC 970MP.

Напомним (см. PC Week/RE, N 24/ 2003, с. 1), что семейство "настольных" кристаллов PowerPC 970 было создано на базе "процессорного" чипа POWER4 путем удаления из него второго процессорного ядра, уменьшения втрое объема разделяемой обеими ядрами кэш-памяти L2 и добавления SIMD-модуля VMX, совместимого с SIMD-модулем AltiVec, применяемым в разработанном Motorola PowerPC G4.

В настоящий момент семейство представлено процессорами PowerPC 970 (выполнен по SOI-техпроцессу с нормой 130 нм, используется в младших моделях компьютеров Apple Power Macintosh G5) и PowerPC 970FX (создан на базе SSDOI-техпроцесса с нормой 90 нм, используется в старшей модели Apple Power Macintosh G5 и "лезвиях" IBM eServer BladeCenter JS20).

Исходя из этого можно было бы предположить, что "Антарес" является ближайшим родственником POWER4, отличаясь от последнего лишь добавлением модуля VMX. Однако это не так: как можно понять из предварительной информации, архитектура PowerPC 970MP довольно далека от POWER4.

Новый чип фактически представляет собой два почти независимых процессора PowerPC 970 на одном кристалле, каждый из которых имеет свою собственную подсистему выборки команд и данных, отдельную кэш-память второго уровня и отдельный модуль VMX.

Пожалуй, самым серьезным отличием ядер "Антареса" от PowerPC 970FX (тоже имеющего "звездное" кодовое название -- "Альтаир") станет увеличенный вдвое (с 512 кб до 1 Мб на ядро) объем кэш-памяти второго уровня; при этом кэш-память третьего уровня, как и ранее, в них не поддерживается.

Архитектура PowerPC 970MP по сравнению с используемым в POWER4 подходом тесно интегрированных ядер имеет ряд недостатков, однако позволяет упростить разработку и производство процессора и достичь более высоких тактовых частот (по некоторым данным, как минимум 3 ГГц).

Вероятно, PowerPC 970MP будет позиционироваться в качестве "старшего брата" одноядерного PowerPC 970FX. В результате внедрения нового процессора станет возможным упростить двухпроцессорные системы и снизить их стоимость, а также "малой кровью" создать четырехпроцессорные сверхпроизводительные рабочие станции (не исключено, что наконец-то мы увидим Apple Xstation, слухи о которой ходят уже довольно давно).

Впрочем, на базе "Антареса" можно строить и более сложные компьютерные системы вплоть до включающих в себя 32 процессорных ядра.

Поскольку оба ядра PowerPC 970MP используют общую шину памяти (называемую Elastic Interface), на отдельных задачах пара обычных PowerPC 970FX (использующих две независимые шины для подключения к системному контроллеру) будет обходить один PowerPC 970MP, однако в большинстве случаев PowerPC 970MP за счет более быстрых внутрикристальных соединений и большего объема кэш-памяти L2 окажется в выигрыше.

Впрочем, новые варианты Elastic Interface могут быть настолько быстрыми, что данная проблема будет иметь лишь теоретическое значение (сегодня Elastic Interface уже обеспечивает фактическую пиковую скорость передачи данных вплоть до 9 Гб/с).

Неудивительно, что добавление второго ядра в кристалл и расширение объема кэш-памяти приведет к резкому увеличению площади кристалла -- с 66 мм2 у PowerPC 970FX приблизительно до 154 мм2 у PowerPC 970MP (для сравнения: площадь кристалла Pentium 4 "Prescott" составляет 112 мм2); кроме того, значительно увеличится и тепловыделение. Именно поэтому для нового процессора становится критически важным эффективное функционирование разработанной для PowerPC 970FX подсистемы гибкого управления энергопотреблением PowerTune.

Кроме того, стоит вспомнить о создании в Apple системы жидкостного охлаждения для старших компьютеров из семейства Power Mac G5, несколько избыточной для сегодняшнего дня и как нельзя лучше подходящей для нового поколения Маков на базе "Антареса" (см. PC Week/RE, N24/2004, с. 12).

Первые экземпляры PowerPC 970MP увидят свет уже в августе, а массовое производство чипов начнется в самом начале 2005 г. Интересно, что и AMD, и Intel также готовятся в 2005-м представить свои первые двухъядерные процессоры, и тем не менее у компании IBM будет несколько месяцев форы.

В результате слегка отстающий в "гонке гигагерц" Голубой гигант вполне сможет отыграться за счет повсеместного внедрения относительно недорогих и очень производительных двухъядерных компьютерных систем.

Не стоит забывать и того, что ближе к концу будущего года планируется выпуск еще одного процессора семейства PowerPC, созданного уже на базе флагмана компании -- кристалла POWER5 (см. PC Week/RE, N 21/2004, с. 1 и N 27/ 2004, c. 1).