蓝色巨人的怒吼 IBM Power 7处理器浅析
智能为王 更聪明的Power 7
Power 7是一颗聪明的处理器，IBM工程师为它赋予了更多的智能技术，在性能、功耗上取得更大的突破。
能自动优化核心
在Intel推出Core i7 CPU的时候，TurboBoost功能成了产品重要卖点不断宣传。Intel的TurboBoost技术可以让CPU根据负载，在不同的内核负载下，自动提升单核频率以及整体频率以实现更快的运行速度。在Power 7上，IBM更进一步，提出了智能核心的概念。Power 7处理器拥有多8个内核，因此IBM为Power 7设计了TurboCore和MaxCore两大运行模式。TurboCore模式可以对数据库或工作负载进行高度优化，同时采用4个内核运行，并把芯片中所有8个内核大部分资源放到4个运行的内核中，以提供更大的缓存和内存带宽，提升时钟频率，提高单核性能。
Power 7 CPU内核架构
当不采用TurboCore模式时，所有Power 7处理器在MaxCore模式下，拥有多达8内核、每内核4线程，共计32线程的并行处理能力。你千万别以为智能内核只是简单的超频、关闭打开内核那么容易。在TurboCore模式下，虽然有4个内核会被关闭，但这些内核所占据的缓存和各种执行资源都会被释放，由工作中的4个内核统一调度，以实现资源利用的大化。
夸张的8核32线程并行处理能力
在Power 7中，IBM引入的SMT4技术可以在单一内核上实现4路同步多线程功能。这样一次就能吃下4条线程，极大地提升并行能力。但是所谓的SMT同步多线程，并不是真正的多内核多线程。
只是通过不断的状态切换，以提升内核利用率的一种方式。这样的设计在并行度很高的应用中能获得立竿见影的效果。但在数据库等应用中往往会出现性能下降。过去我们大多采用手动打开、关闭SMT同步多线程的方法“因地制宜”。
Power 7提供4路同步多线程功能
在Power 7上，IBM引入了智能线程(Intelligent Threads)，可以根据工作负载要求进行设置不同的多线程模式，系统可以自动选择，也可以由管理员进行手动设置。这样就能在并发线程和执行效率中获得良好的平衡。必须指出的是，智能线程功能是需要操作系统支持的。只有在2010年4月问世的IBM AIX 6.1 TL05操作系统支持此功能—在现阶段的Linux等操作系统中，Power 7的SMT功能将完全无法使用。这些操作系统会把Power 7当作8内核普通处理器进行管理。
更智能的缓存和内存控制器
从自动控制内核开关，到自动判断SMT功能是否打开，打开多少。在处理器运算能力调度方面，Power 7已经技压群雄。不过，IBM似乎还不满足于运算能力的灵活调度，他们想让缓存和内存系统也变得更为智能高效。
Power 7处理器的L3缓存和Intel Core i7有许多相似之处— 例如每个内核都在L3 缓存中有自己的高速本地L3缓存区(Fast Local Region of L3 Cache,FLR-L3)。但每个内核之间，却依然能通过L3 缓存共享数据。根据IBM的说法，Power 7 32MB L3 Cache中，有4MB缓存的速度快和延迟低，提供的性能介乎于L1和L2之间，由此来确保处理器在众多内核并行工作时仍然有较好的性能。
Power 7内存访问机制
为了压倒Intel在Core i7中集成的3通道DDR3内存控制器，Power 7干脆直接集成了两个4通道DDR3内存控制器，这意味着每个Power 7处理器多能支持256GB的DDR3内存。在内存控制器内部，Power 7专门设计了芯片内DDR3 内存缓冲区。这样的设计极大地增加了每个Power 7内核所能管理的内存容量，并且实现了更高级别的冗余扩展和电源管理。由于采用了4通道内存设计，所以Power 7已经取消了对单根低容量DDR3 内存的支持。在Power 7上用户少需要安装两条4GB DDR3 内存才能正常启动。
Power 7内存控制器
值得一提的是，IBM Power 7中引入了新的低电压差分信号传输方式，这样让Power 7在支持海量内存和8个以上DIMM内存插槽时，主板布线不至于太过复杂。
强大的智能功耗管理功能
几乎所有新的CPU都在电源管理上狠下功夫。Power 7也不例外。在Power 7上，IBM提出了智能功耗(Intelligent Energy)的概念，并在Power 7中延续了Power 6 CPU上大获好评的EnergyScale功能。Power 7处理器内部构建的EnergyScale单元能不断地搜集整个电脑的功耗数据，然后将其汇报给IBM Systems Director Active Energy Manager功耗管理软件。在Power 7运行的时候，IBM的功耗管理软件就能即时提供功耗数据和运行状态。用户甚至可以直接设定整部Power 7电脑多能使用的功耗，以及少能使用的功耗，以调整机房的耗电量。在智能功耗功能的帮助下，我们甚至可以让Power 7在夜晚以50%的功耗工作，在白天繁忙时段才满负荷工作。而Power 7处理器在空闲时，也将会自动进入“Nap”状态，关闭执行单元的供电、降低频率和电压以实现更低的功耗。
IBM电源管理工具IBM Systems Director Active Energy Manager
根据IBM的测试，Power 7在引入一系列“智能”技术后，每瓦性能大幅提高，Power 7比相似的Intel x86系统提升2倍，比Sun SPARC服务器和相似的HP安腾服务器分别高出4倍和8倍。
