Самый быстрый процессор от IBM

Сегодня корпорация IBM одновременно представила самый быстрый процессор из когда-либо существовавших в мире и новый сверхмощный сервер, в котором реализованы несколько революционных технологий энергосбережения и виртуализации. Новый сервер — первая система в мире, которая смогла достигнуть рекордных показателей во всех четырех важнейших тестах, оценивающих производительность при решении деловых и технических задач.

Работающий на тактовой частоте 4,7 ГГц двухъядерный процессор POWER6 вдвое превосходит по скорости процессор предшествующего поколения POWER5, потребляя почти такое же количества электроэнергии на питание и охлаждение. Это означает, что заказчики могут использовать новые процессоры или для повышения производительности на 100%, или для снижения энергопотребления почти на 50%.

Согласно результатам в ключевых тестах TPC-C, новые серверы IBM с числом ядер от 2 до 16 по производительности в пересчете на ядро опережают системы HP Superdome в три раза. По скорости работы POWER6 почти в три раза опережает процессор Itanium, используемый в серверной линейке компании HP. Еще более глубокое впечатление производит пропускная способность процессора POWER6 — 300 ГБ/с (позволяющая, к примеру, загрузить весь каталог iTunes всего за 60 секунд), что в 30 раз превышает показатели процессора Itanium, применяемого в серверах HP.

Однако новый сервер не ограничивается обеспечением высокой<голой>производительности (raw performance) — он является самым мощным решением для консолидации вычислительных мощностей среднего класса, которое с помощью специальных аппаратных и программных средств позволяет создавать в одной системе множество<виртуальных>серверов. Согласно собственным оценкам IBM, в одной стойке нового компьютера IBM могут быть консолидированы 30 серверов 30 SunFire v890, что позволяет заказчику сэкономить в год более 100 тыс. долларов за счет снижения энергопотребления. По данным аналитической фирмы IDC, за последние 5 лет корпорация IBM на 10,4 процентных пункта увеличила свою долю доходов в секторе UNIX-серверов — в том время, как доли HP и Sun сократились на 5,3 и 1,4 процентных пункта соответственно. IBM будет предлагать свою новую систему клиентам, которые в настоящее время используют менее эффективные серверы HP, Sun и Dell.

Демонстрируя удивительную универсальность, новый сервер IBM System p 570 на базе процессоров POWER6 занял первые места в четырех наиболее широко применяемых тестах для Unix-серверов — SPECint2006 (оценивающий производительность целочисленных операций, типичных для деловых приложений), SPECfp2006 (оценивающий производительность операций с плавающей запятой, типичных для научно-технических приложений), SPECjbb2005 (оценивающий производительность приложений Java показателем<количество бизнес-операций в секунду>) и TPC-C (оценивающий возможности сервера по обработке транзакций) (1). Это первый случай в истории, когда одна система завоевала первые места во всех четырех категориях. На сегодняшний день новой системе System p 570 принадлежит 25 рекордов в различных тестах для широкого спектра технических и бизнес-приложений.

Высокая производительность новой системы в значительной степени обусловлена ее общей сбалансированностью. В отличие от конкурирующих поставщиков серверной продукции, корпорации IBM удалось в своем новом сервере соблюсти необходимый баланс при масштабировании производительности процессоров и других характеристик системы (размеров кэш-памяти и величины пропускной способность). Общий объем кэш-памяти одного процессора POWER6 составляет 8 МБ — это в четыре раза больше, чем у процессора POWER5 — что вполне соответствует колоссальной пропускной способности этого процессора. Во многих серверах других поставщиков имеет место обратная ситуация — основное внимание уделяется процессорной производительности, однако остальные компоненты системы зачастую не способны предоставлять этим процессорам исходные данные с необходимой скоростью.

<Победа шахматного суперкомпьютера IBM Deep Blue, десятилетний юбилей которой мы отмечали в этом месяце, показала, что постоянные инновации делают<невозможные>цели вполне достижимыми. Дебют систем на базе процессоров POWER6 в очередной раз подтверждает этот вывод, — заявил Билл Зейтлер (Bill Zeitler), старший вице-президент IBM и руководитель подразделения Systems and Technology Group. — В рамках одного кремниевого кристалла POWER6 реализованы технологии для обеспечения превосходной производительности и технологии энергосбережения, что обеспечивает нашим заказчикам беспрецедентные возможности>.

В процессорном кристалле POWER6 нового сервера IBM System p 570 реализовано несколько революционных новинок. POWER6 является первым процессором для UNIX-систем, способным аппаратно выполнять десятичные арифметические операции с плавающей запятой. До настоящего времени десятичные вычисления с плавающей запятой реализовывались программным способом. Встроенная аппаратная поддержка десятичной арифметики с плавающей запятой обеспечивает огромный выигрыш заказчикам, применяющим сложные приложения для расчета налогов, финансовых показателей и планирования ресурсов предприятия.

Процессор POWER6 изготавливается с использованием передовой 65-нм производственной технологии IBM. Новый процессор IBM появился в тот момент, когда некоторые эксперты уже предсказывали прекращение действия Закона Мура — постулата, согласно которому скорость процессоров удваивается каждые 18 месяцев. Высокие показатели процессора POWER6 обуславливается рядом технических новшеств, явившихся результатом масштабных пятилетних научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. К числу этих новшеств относятся:

•Существенное совершенствование механизмов выполнения машинных команд внутри процессорного кристалла. Ученые IBM повысили производительность процессора не увеличением числа стадий конвейера (стадия конвейера определяет микрооперации, выполняемые за один такт), а сокращением времени выполнения каждой стадии посредством исключения ненужных операций и выполнения большего объема работы в параллельном режиме. Как результат, время выполнения сокращается вдвое, или уменьшается энергопотребление.

•Подключение схемных элементов, не способных работать при низком напряжении, к отдельным шинам электропитания позволило существенно сократить энергопотребление остальных элементов процессорного кристалла.

•Варьирование соотношения напряжение/частота позволяет понижать энергопотребление чипа почти вдвое при минимальном снижении общей производительности.

•Новая конструкция чипа, обеспечивающая возможность функционирования процессора POWER6 при пониженном напряжении. Это позволяет применять один и тот же процессор как в blade-серверах с низким энергопотреблением, так и в больших высокопроизводительных SMP-системах. Процессор поддерживает настройку полосы пропускания, что позволяет заказчикам получить или максимальную производительность, или минимальные затраты.

В кристалле POWER6 реализовано несколько дополнительных технологий для сокращения энергопотребления и уменьшения тепловыделения POWER6-серверов. При отсутствии подлежащей выполнению полезной нагрузки тактовая частота процессора может быть радикально снижена и снова повышена при появлении таких задач.

Кроме того, дополнительная экономия энергии обеспечивается посредством динамического отключения питания неиспользуемых фрагментов памяти и повторного включения этих фрагментов по мере необходимости. При превышении температурного порога процессор POWER6 способен снижать скорость выполнения команд, чтобы остаться в пределах задаваемого пользователем допустимого температурного коридора.

Корпорация IBM планирует применять процессоры POWER6 во всех серверах семейств System p и System i. Первый в мире UNIX-сервер с активной мобильностью виртуальных машин Корпорация IBM сегодня также представила первую в отрасли функцию, позволяющую заказчикам перемещать работающие виртуальные машины с одного UNIX-сервера на другой без ущерба для постоянной готовности этих виртуальных машин. Новая функция под названием POWER6 Live Partition Mobility — которая в настоящее время существует в бета-версии, а в широкую продажу поступит до конца этого года — позволяет заказчикам перемещать активные виртуальные разделы без временной приостановки их функционирования. Конкурирующие решения требуют перезагрузки UNIX-системы и всех прикладных программных решений, что приводит к прерыванию нормального функционирования сервера. Корпорация IBM стала первым поставщиком, который помог своим заказчикам оптимизировать использование ресурсов в более широком масштабе — теперь администраторы могут работать с большими группами серверов как с пулом гибко конфигурируемых ресурсов, а не рассматривать каждый сервер в качестве отдельного объекта, выделенного для решения своих задач.