8核5GHz RISC处理器新代表IBM Power7+

在服务器市场，代表开放性架构的x86服务器尽管在销量上可占到总体的80%，但市场分额只能保持在50%上下，原因在于企业关键业务上，小型机向来都是首选。小型机，一种介于PC服务器和大型机之间的高性能计算机，一般认为，传统小型机是指采用RISC、MIPS等专用处理器，主要支持UNIX操作系统的封闭、专用的计算机系统，所以又称RISC服务器或Unix服务器。不久前，IBM发布了其最新的RISC处理器Power7+。

IBM在8月底的时候公布的Power7+处理器结构，同时还发布了采用Power7+的大型机zEnterprise EC12，现在采用Power7+处理器的服务器也将在10月3号首次问世，Power7+作为32nm制程工艺的IBM最新Power架构处理器，有8个核芯，主频超过5GHz。

自从1993年Power1问世以来，Power架构已经有将近20年的历史。基本上是每三年更新一代，IBM也凭借着Power架构处理器，逐渐开拓Unix服务器市场。

凭借这Power架构处理器这柄利器，IBM在Unix服务器(小型机)市场的华山论剑中力拔头筹。下图是权威咨询机构IDC 09年5月公布的关于小型机市场份额的数据图。

从图中我们可以清楚的看到随着Power4/5/6的发布，IBM的份额是节节高升。曾长期占据主导地位的Sun和惠普现在被IBM超过，根据权威咨询机构Gartner和IDC的统计数据，2009年第三季度，IBM在Unix服务器市场占据40%的份额，其次分别是惠普(30%)和Sun(不少于25%)。IBM、HP和Sun在小型机市场形成了三国鼎立之势。

凭借着Power架构系列处理器的强劲表现，IBM在小型机上超过了曾长期占据主导地位的惠普和Sun。>>

8月28号，在硅谷举行的Hot Chips 24 芯片大会上，IBM芯片领域的专家介绍了Power架构的最新一代处理器8核Power7+。IBM zEC12采用的IBM Power 7+处理器，主频高达5.5GHz，而核心数也确定为6个。

最新的Power7+处理器采用的是32nm制程工艺，8核芯架构，此次Power7+处理器的发布，吻合了IBM Power架构处理器每三年更新一代，且在两代之间的X+发布的规律。

此前的Power7是在2010年2月8号发布的，IBM在纽约正式发布其Power7处理器。

典型的Power7处理器是单晶片的，具有八个核心，另外也提供4核与6核型号。晶体管数量为12亿，核心面积567mm2。采用的是IBM的45nmSOI铜互联工艺制程。

Power7处理器共有三级缓存，同时还集成了两个四通道DDR3内存控制器，持续内存带宽100GB/s，每个通道的速度为6.4Gbps，最大可以访问32GB(使用两根16GB内存条)。Power7处理器最大可以访问256GB。SMP带宽360GB/s，整个芯片总带宽高达590GB/s。>>

从Power7到Power7+，最大的变化在于制程工艺从45nm提升到了32nm，在向上扩展(scale up)和向外扩展(scale out)上都有提升。

向上扩展上，虽然Power7+还是和Power7一样是8核芯架构，但是主频提高了不少，虽然IBM没有正式给出Power7+的主频数据，但是由于制程工艺从之前的45nm提升到32nm，有专业人士分析称Power7+的主频相比Power7提升了25%左右。大部分Power7处理器的主频在3GHz到4GHz，而据报道称Power7+处理器的主频则是在5GHz以上，之前有消息称应用在IBM最新大型机的Power7+主频高达5.5GHz。

除了在主频上的提升外，Power7+的L3缓存有提升，是Power7的2.5倍，此前Power7处理器中8个核芯共享25MB的三级缓存。在Power7+中，共享的L3缓存增加到了80MB，大约是此前的2.5倍。

而在横向的向外扩展上，Power7+注重了带宽上的考虑，此前在Power7处理器中，有一个QCM(quad-chip module)模式，就是将4个8核芯的Power7封装在在一起，而在Power7+中，同样有这种模式，只不过将原来封装在一起的四个处理器改为了两个，也就是DCM(dual-chip module)模式。

这种将多个处理器封装在一起的好处是能够提供高系统I/O带宽。提供系统等的性能。从上图对比可以，单处理器的Power7+相比于Power7性能上有30%左右的提升，而DCM模式的Power7+相比于Power7则是有接近50%的性能提升。>>

首批采用Power7+处理器的是IBM大型机zEnterprise EC12，而不久前，IBM宣布将会在10月3日发布采用Power7+的RISC服务器。

目前IBM的RISC服务器采用的处理器多为Power7。IBM实际上在2011年2就宣布停产Power6和Power6+处理器，基于这些处理器的产品也将陆续停止出售。

在2006年2月的国际固态电路会议(ISSCC)上，IBM 公布了Power6处理器，那年10月的微处理器论坛和次年2月的ISSCC上披露了更多细节，最终在07年5月24日于北京召开的"Power6大突破，创"芯"世界"新闻发布会上正式发布了这款取代Power5+的新一代处理器。

有小幅改进的Power6+处理器是在2009年4月正式公布的，但实际上在08年10月发布的Power 560和570系统已经运用了Power6+处理器。从Power3起，IBM每三年发布新一代的Power处理器，而在这三年中间又会发布X+处理器，Power7于2010年2月正式发布，Power7+处理器则是在2012年9月发布。

Power 7+ 派生处理器

第一个PowerPC处理器PowerPC 601，基本上是一个部份基本指令用微码模拟的RSC处理器，采用了Motorola 88000为基础的总线设计。这允许IBM在许多任务作站机器上使用这个处理器，只需要更换主板。自此 PowerPC和POWER架构有些许分岐，但大部份在指令层级仍然保持兼容。

使用在太空应用的抗辐射设计RAD6000处理器是一个POWER/RSC的派生架构。

IBM RS64家族处理器根基于PowerPC(因此也包括POWER)，使用在RS/6000和AS/400产品线。它对商用工作优化，没有POWER产品线应有的浮点运算。它被POWER4取代。

IBM Gekko处理器是修改过的PowerPC 750CXe，使用在任天堂Gamecube。任天堂的Wii使用更新的Gekko，Broadway。

Cell处理器也是从POWER架构派生。它具有一个复杂的多线程超标量核心，和称作SPE (Synergistic Processing Elements)的八个独立矢量处理器核心。这个处理器支撑了Sony的Playstation 3、Toshiba的数字电视系统，和IBM的高性能电脑。

微软最新一代的游戏主机Xbox 360使用一个循序运行的三核Xenon处理器，它基于PowerPC，拥有修改过的矢量单元，时钟频率3.2 GHz。

全文总结

作为RISC架构处理器的新代表，Power7+在制程工艺上提升到了32nm。IBM系统与科技事业部Power Systems总经理Ross Mauri曾经表示，IBM会信守承诺，保持每三年进行一次芯片的升级。这也就是说Power8将在2013年推出，到时候Power8的核芯数会是多少，制程工艺会不会提升到22nm制程?我们拭目以待吧。