Programmēšana

IBM Power5 procesors ir otrais izskata vērts

Ja visas lietas būtu vienādas un IBM padarītu savas sistēmas tikpat pieejamas kā Dell un Hewlett-Packard, IBM Power5 procesors varētu apglabāt Intel Itanium 2. Pirmo reizi ieviestais pagājušā gada vasarā, Power5 ir viens-divi perforators, inženierijas triumfs no uzņēmums, kas izceļas ne tikai ar procesoru dizainu, bet arī ar mikroshēmu ražošanu un mikroshēmu ražošanu.

Protams, Power5 ir daudz ātrs. Bet to var uzskatīt arī par IBM pirmo nopietno mēģinājumu apmierināt klientu vajadzības ārpus ātruma. Power5 piedāvā uzlabotu enerģijas efektivitāti un lielisku mērogojamību, atbalsta operētājsistēmas, kas nav IBM (ieskaitot Linux un Windows), kā arī nodrošina sadalīšanu un virtualizāciju, kurai nepārspējama pašreizējā Intel tehnoloģija.

Power5 arī paredz jaunas, 64 bitu, PowerPC bāzes darbstaciju un serveru paaudzi no IBM ilggadējā partnera Power, Apple Computer. Un IBM nesen negaidīti pavērsās uz patentiem balstītam uzņēmumam, publicējot Power arhitektūru un rīkus ar atvērtu licenci.

Ir tik daudz veidu, kā Power5 ietekme pārsniedz IBM primāro bāzi ar klientiem, kuriem ir labi papēži. Lai gan IBM pārdod arī Itanium 2, Opteron un Xeon serverus, šķiet, ka uzņēmums acīmredzami vēlas nodot Power5 sistēmas Linux un Windows administratoru rokās. Vai tam ir jēga, izlems klienti, taču milzīgais Power5 tehniskais muskulatūra un Itanium arhitektūras klibošās liktenis prasa, lai IBM vadošais procesors ceļotu zem mūsu mikroskopa.

Varas noslēpumi

IBM konsekventi ir piesaistījis visspilgtākos prātus, tādus inženierus, kuri būtu pelnījuši daudzfunkcionālo “datorzinātnieku”. Astoņdesmitajos gados šie zinātnieki izveidoja procesora arhitektūru, kas tika izveidota veiktspējai: IBM 801, sākotnējais RISC procesors. 801 mantojums turpina pastāvēt uzņēmuma klases procesoru IBM Power sērijā.

Lielāko atšķirību starp RISC procesoru un CISC procesoru, piemēram, Intel x86, var uzskatīt par virves vilkšanu starp programmētājiem un mikroshēmu dizaineriem. CISC procesori ir paredzēti, lai atvieglotu lietojumprogrammu izstrādātāju dzīvi, samazinot kopējās darbības līdz atsevišķām, ilgstoši izpildītām vietējām instrukcijām, piešķirot CISC reputāciju kā lēns, bet draudzīgs dizains. Šajā gaismā RISC ir ātrs un nedraudzīgs. Katrs no tā vienkāršajiem norādījumiem kalpo ļoti šauram mērķim, tiek izpildīts ātri un ārkārtīgi labi paralēli. RISC nepieciešami pacietīgi, apdāvināti programmētāji un rūpīgi optimizēti kompilatori; RISC panākumi apliecina abu pārpilnību.

Vispazīstamākais Power5 atribūts ir divu diskrētu RISC kodolu integrēšana vienā mikroshēmā. AMD, Intel un Sun Microsystems paziņojumi par gaidāmajiem daudzkodolu procesoriem pievērsa uzmanību šim Power5 aspektam, taču daudzkodolu bija arī tā priekšgājēju Power4 un Power4 + iezīme. Pēc IBM domām, Power5 ir pilnībā saderīgs ar Power4 izpildāmajiem failiem. Daudzkodolu brīnums ir tas, ka tas nodrošina sapņu ar lielāku ātrumu mazākā telpā, bez ievērojama siltuma pieauguma. Bet, kā redzēsiet, daudzkodolu mikroshēmā nav vienkārši SMP.

Pirmkārt, Power5 kodoliem ir ļoti ātra 2. līmeņa kešatmiņa. Kešatmiņas ātrums un daudzums ir visu mikroprocesoru veiktspējas faktors. (X86 attīstība rāda, ka Intel ir pilnībā apsēsts ar kešatmiņu.) Ar vienkāršām instrukcijām, kas tik ātri lido caur RISC CPU, kešatmiņas efektivitāte, samazinot RAM atmiņu skaitu, kļūst par visa dizaina atslēgu.

Power5 2. līmeņa kešatmiņa ir nedaudz mazāka par 2 MB. Izmantojot koplietoto kešatmiņu, viena kodola ielādētie dati ir uzreiz pieejami otram, palielinot varbūtību, ka nākamās programmas instrukcijas vai datu bloka ielādei nebūs nepieciešams ceļojums uz veiktspēju iznīcinošu RAM. Bet koplietotā kešatmiņa arī palielina iespēju, ka kodoli mēģinās vienlaikus piekļūt kešatmiņai, ko viņi nevar izdarīt.

IBM ieviesa cache-contention stopgap, sadalot 2. līmeņa kešatmiņu trīs segmentos. Šis dizains ļauj gandrīz vienlaicīgi piekļūt kešatmiņai, ja vien abi kodoli ietriecas dažādos kešatmiņas segmentos. IBM ir vēl viens radošs risinājums 2. līmeņa kešatmiņas apstrīdēšanas problēmai: pārdomāta 36 MB ārēja 3. līmeņa kešatmiņa. Katram kodolam pieder tikai tā 3. līmeņa kešatmiņa, tāpēc nav iespējams konfliktēt starp kodoliem. Lai gan 3. līmeņa kešatmiņa nav gandrīz tikpat ātra kā 2. līmeņa, 3. līmenis ir daudz ātrāks nekā galvenā atmiņa, un Power5 dizains savienojumu starp tā kodolu un ar to saistīto 3. līmeņa kešatmiņu padara par tiešu saiti. Mēs uzskatām, ka IBM 3. līmeņa kešatmiņas dizaina pārstrāde ir viens no galvenajiem Power5 uzvarētājiem.

Vēl viens būtisks Power5 ieguvums ir tā mikroshēmas atmiņas kontrolleri. Katram Power5 kodolam ir savs kontrolieris, un tas spēj pārvaldīt īpašu galvenās atmiņas bloku. Tam ir milzīga ietekme uz kopējo veiktspēju, kā mēs redzējām, piemēram, salīdzinot atmiņas caurlaidi starp Opteron un Xeon. Un Power5 gadījumā dizains atbilst IBM daudzlīmeņu paralelizācijas stratēģijai.

Ar diviem nepietiek

Power5 nav tikai divkodolu; tas ievieš Power4 SMT (Simurrent Multi-Threading) iespēju, kas katram kodolam dod iespēju izpildīt instrukcijas no diviem pavedieniem vienlaicīgi, ievērojot noteiktus nosacījumus. SMT ir līdzīgs Intel HTT (Hyper-Threading Technology), taču ar izteiktām priekšrocībām, kas padara “noteiktus apstākļus” plašākus un kas dinamiski optimizē paralelizāciju, analizējot un piešķirot prioritātes pavedieniem, lai paralēla izpilde būtu efektīvāka - mēs domājam, ka tā ir daudz efektīvāka. Lai gan testēšanā ir grūti nošķirt, Power5 ieviešanai vajadzētu pārsniegt maksimālo 30 procentu pieaugumu, ko Intel plāno HTT.

Power5 pievieno divas pamata, bet tik ļoti vajadzīgās pavedienu prioritizēšanas shēmas. Dinamiskā resursu līdzsvarošana mēģina noturēt instrukciju plūsmas vienmērīgu plūsmu, analizējot pavedienu uzvedību un atstājot kodu, kas varētu palēnināt SMT straumi. Piemēram, instrukcijas, kas jāizpilda secīgi, lai iegūtu precīzu rezultātu, var kādu laiku bloķēt šo pavedienu procesorā. Power5 mēģina to paredzēt un izpildīt vienkāršākas instrukcijas, līdz ir vieta, kur izpildīt secību, neaizsedzot SMT.

Vēl vienā lieliskā dizaina ieguvumā Power5 regulējamā pavedienu prioritāte operētājsistēmām, draiveriem un lietojumprogrammām dod iespēju katram pavedienam piešķirt patvaļīgu prioritātes līmeni. Šī lietojumprogrammas definētā pavedienu prioritāte tiek ņemta vērā dinamisko resursu līdzsvarošanas aprēķinos un tiek izmantota plašāk, lai noteiktu, cik ilgi pavediens paliek aktīvs CPU. Tas arī nodrošina operētājsistēmām ērtu veidu, kā kontrolēt enerģijas taupīšanu.

Ja darbojas daudz augstas prioritātes pavedienu, lodziņš darbosies karsti. Bet, kad OS pazemina pavedienu prioritātes, CPU darbosies vairāk tukšgaitas ciklu un tāpēc darbosies vēsāk. Ja jūs izsitīsit visas pavedienu prioritātes līdz zemākajam līmenim, centrālais procesors pāriet miega režīmā mazjaudas režīmā. Tā ir vienkāršākā pieeja enerģijas pārvaldībai, kādu mēs varam iedomāties.

Visbeidzot, Power5 izmanto to, ko zina par katrai RISC instrukcijai nepieciešamajām iekārtām, lai būtībā izslēgtu mikroshēmas daļas, kas tajā brīdī nav vajadzīgas. Tas potenciāli rada jaunu griezienu Power bēdīgi slavenajām enerģijas un siltuma problēmām. Tas noteikti šķiet vienkāršāks nekā OS virzītas enerģijas pārvaldības shēmas, piemēram, tādas, kuras izmanto x86 procesori.

Jūs, iespējams, nekad nepamanīsit

Tikai tehnoloģijas ziņā Power5 ir valdījis. Bet neticami, kā tas varētu šķist daudziem Itanium 2 skeptiķiem, ar kuriem dalās savos viedokļos , lielākā daļa novērotāju jau ir saukuši Itanium 2 / Power5 konkursu par labu Intel.

Tas ir dīvains novērtējums, jo šajā gadījumā IBM velk Intel uz Intel. RISC pieder Unix tirgus, Unix pieder vidējā un augstākā līmeņa tirgus, un Intel nedarbojas RISC. Tas ir aukstumā ar šiem daudzmiljonu dolāru lielajiem dzelzs pirkuma pasūtījumiem. Intel ir faktiski bloķēts, ja vien tas nevar pārliecināt pircējus, ka Itanium 2 noveco RISC. Vai Intel varēs ielauzties? Mēs domājam, ka paies gadi, līdz Itanium izstumj RISC malā, un, kamēr tas ielaužas, Power un Sparc turpinās attīstīties.

Tas, ko šo grūti nosaukt, ir tas, ka IBM vēlas Intel tirgu tikpat daudz, cik Intel vēlas IBM. IBM pārdod Power5 serverus par 5000 ASV dolāriem ar iepriekš instalētu Linux. Dodieties atpakaļ uz augšu un skenējiet specifikācijas, lai saprastu, kāpēc 5 000 ASV dolāru vērtā Power5 serveris varētu būt patīkams.

Analītiķi, kas kodina Power pamatakmeņus, atzīmē, ka IBM mikroshēmu bizness nepelna naudu. Bet tā sistēmu bizness ir, un tagad šīs divas vienības ir viena. Tas ir gudrs solis: izveidojiet mikroshēmas pārdotajām sistēmām; veidot sistēmas ap jūsu izveidotajām mikroshēmām. Arī dizaina un rīku publiskošana ir gudra. Katrs atvērtais licenciāts ir potenciāls ražošanas klients, un neapgrūtināts intelektuālais īpašums ieplūdīs no ģēnijiem, kas nav IBM algu sarakstā.

Šīs ir labas stratēģijas, lai uzlabotu iekļūšanu tirgū. Ja vien IBM nebūtu jārisina klienti. Big Blue nekad nav spējis panākt sava kataloga zemāko galu un klientu uzticību, ko Dell un HP izbauda pīķos. IBM inženieru paveikto lielo darbu ierobežo uzņēmuma sliktais mārketings. Visticamāk, ja jūs tagad nedarbojaties ar IBM pārnesumkārbu, jūs nekad neskatīsities uz Power5 serveri neatkarīgi no cenas.

IBM ir apzināti piesaistījis Power5 panākumus Linux sākuma līmenī. Bet ir grūti iegūt pievienoto vērtību no programmatūras, kuru sabiedrība uzskata, ka tā var lejupielādēt bez maksas, un Linux ir operētājsistēma, kuras pircēji nemēdz iegādāties jaunu aparatūru darbināšanai. Citiem vārdiem sakot, Linux nepārdos Power5 ieejas serverus. IBM lētākais Power5 serveris, kura cena ir no 5000 līdz 6000 ASV dolāru, nav pietiekami lēta, salīdzinot ar netīri lētu Opteron vai Xeon EM64T (Extended Memory 64 Technology) serveri, kurā darbojas Linux.

No otras puses, liels Unix gludeklis pārdod sevi, un klienti vienmēr iegādāsies vairāk no tā, ko viņi jau lieto. Viņi nopirks to, ko konsultē viņu risinājumu konsultanti. IBM pārspēj visus pārējos ar spēju pazibēt par galvenajiem kontiem. Jūs nevarat izlūgt klientu, kurš ir atbrīvots no IBM aparatūras vidējā diapazonā un augšup. Tātad kopējais ziņojums par Power5 tiks izjaukts presei un sabiedrībai kopumā, bet uzvalki šajā jomā apiet IBM mārketingu. IBM un klientu attiecībās jūs nevarat pārspēt IBM.

Power5 piedāvā gandrīz visu: ātrumu, vienkāršību, novatorismu, vienmērīgu savietojamību atpakaļ, nobriedušu izstrādes rīku komplektu un tehnoloģiskā giganta atbalstu. Tas ir nepārspējams inženiertehniskais sasniegums, ko radījuši pasaules gudrākie inženieri. Ja IBM mārketings kādreiz atbilst tā inženierijas viedumam, uzmanieties, Intel.

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found