蓝色巨人的怒吼 IBM Power 7处理器浅析

冲击千万亿次计算

你可别以为Power 7处理器会像其他几家的CPU和GPU那样，一年就能够换代，事实上关于Power 7的研发从2006年就开始了。2006年11月，IBM赢得了美国国防高级研究计划署(DARPA)研发每秒千万亿次计算(Petascale)超级电脑的研发合同。合同中规定，在2010年底IBM必须拿出达到千万亿次运算规模的超级计算机供DARPA使用。在合同中还规定，这样的计算机架构，必须能在日后实现商业化和规模量产化。其中IBM还提出，新的架构要完全符合PERCS(Productive,Easy-to-use,Reliable Computer System)—即高效易用可靠运算架构。在这个价值2.4亿美元的项目中，IBM当时就预计交付美国国防高级研究计划署的电脑将会使用Power 7处理器、AIX操作系统以及通用并行文件存储系统。从2006年11月开始，IBM就和美国国防高级研究计划署就新的处理器架构进行合作研发，目标很简单—让千万亿次计算触手可及。

如果你经常看到Intel和NVIDIA的宣传，应该还记得Intel的80核处理器计划，目标是实现单芯片上万亿次计算(Terascale)级别的计算。事实上在高性能计算领域，几乎所有厂商都在为万亿次计算努力。而2008年IBM为美国国家核能安全管理部设计的Roadrunner(走鹃)超级计算机，才首次达到1.026PetaFLOPS(每秒千万亿次浮点运算)，成为人类首部达到千万亿次计算级别的电脑。在当时，IBM Roadrunner动用了6912颗AMD双内核Opteron处理器和12960颗IBM PowerXCell 8i处理器，并且配备了51.8TB内存，耗资1.33亿美元。而Roadrunner之所以如此庞大，究其原因就在于单个处理器所提供的运算能力相当有限—双内核Opteron处理器只有5.2GFLOPS浮点运算能力，IBM PowerXcell 8i处理器的浮点运算能力为102.4GFLOPS。而NVIDIA的高性能运算卡Tesla C2070 也只能提供630GFLOPS浮点运算能力。

IBM Roadrunner超级计算机

毫无疑问，要降低超级电脑跨入Petascale的门槛，提升CPU的峰值浮点运算能力是不二的法门。NVIDIA、AMD等图形卡制造商力挺的异构计算，虽然能够达到更高的峰值浮点运算，但在交付使用后往往需要改写大量的代码，才能完全发挥异构体系的力量。而用传统CPU架构堆砌起来的超级计算机，显然更符合IBM PERCS结构。

Power 7 CPU

根据IBM的数据，Power 7将会提供大264.96GFlops的峰值浮点运算能力，将当今市场上的一切CPU都远远的抛在身后。Power 7即便面对NVIDIA/AMD的GPU架构处理器也不遑多让。更让人惊讶的是，IBM在Power 7上引入了智能核心、智能线程、智能缓存、智能功耗和智能内存技术，解决了困扰当今PC许久的运行效率与功耗等至关重要的问题。