IBM анонсировала 7-нм процессор POWER10 с поддержкой DDR5 и PCIe 5.0

IBM сегодня анонсировала следующее поколение суперскалярных симметричных мультипроцессоров на базе архитектуры POWER — POWER10. Процессор IBM POWER10, предназначенный «для удовлетворения уникальных потребностей корпоративных гибридных облачных вычислений», стал первым серийным 7-нанометровым процессором IBM.

Еще раз для ясности: POWER10 — это не потребительский процессор. Он предназначен для ускорения задач, связанных с искусственным интеллектом, анализом данных и тяжелыми вычислениями. Его главная область применения — суперкомпьютеры.

По оценкам IBM, переход к более «тонким» нормам (процессоры POWER10 будут выпускаться на мощностях Samsung и содержат до 18 млрд транзисторов при площади кристалла 602 мм²) позволил втрое повысить энергетическую эффективность относительно IBM Power9 при прежнем уровне энергопотребления.

По словам IBM, разработка POWER10 заняла пять лет, а сама платформа воплощает множество инноваций, описанных в «сотнях новых патентов и заявок на патенты».

Одним из наиболее видных нововведений выступает поддержка многопетабайтных кластеров памяти, которую обеспечивает фирменная технология Memory Inception. Она призвана снизить затраты и расход энергии, поскольку поставщики облачных услуг могут предложить больше возможностей, используя меньшее количество серверов, в то время как пользователи — арендовать меньше ресурсов для удовлетворения требований собственных IT-проектов.

POWER10 несет 16 ядер SMT8, но одно из них деактивировано. Каждое из ядер содержит восемь отдельных блоков SIMD (single instruction, multiple data) и способно одновременно обрабатывать до восьми потоков инструкций. Кроме того, число блоков Load/Store удвоилось по сравнению с POWER9, а блоков MMU.

Также присутствуют специальные матричные 512-байтные блоки SIMD, по четыре в каждом ядре. Данные могут вычисляться с точностью от FP64 (двойная точность) до INT4, то есть с низкой точностью. Поддерживается и формат BFloat16.

Каждое ядро SMT8 состоит из восьми отдельных блоков SIMD (single instruction, multiple data). Данное число удвоено по сравнению с POWER9. Чтобы блоки SIMD получали достаточно данных, IBM установила в каждое ядро в два раза больше блоков Load/Store, блоков MMU стало в четыре раза больше.

Новая архитектура процессорных ядер в процессоре IBM Power10 также включает ускоритель матричных операций (Matrix Math Accelerator), обеспечивающий повышение скорости логического вывода ИИ при вычислениях с точностью FP32, BFloat16 и INT8 в 10, 15 и 20 раз соответственно, по сравнению с IBM POWER9.

Также упоминаются расширенные возможности обеспечения безопасности, включая прозрачное шифрование памяти для поддержки сквозной безопасности. За счет четырехкратного увеличения количества блоков шифрования AES в расчете на ядро по сравнению с IBM POWER9 модель нового поколения POWER10 обеспечивает значительно более высокую производительность шифрования.

Предусмотрен выпуск однопроцессорной (Single Chip Module, SCM) и двухпроцессорной конфигураций (Dual Chip Module, DCM) POWER10. Второй вариант представляет собой связку из двух кристаллов POWER10 на общей подложке, но рабочая частота ядер в двухпроцессорной конфигурации снижена до 3,5 ГГц с 4,0 ГГц у SCM-версии.

Кроме того, в случае SCM можно создавать многопроцессорные системы, объединяя вместе до 16 процессоров POWER10 без применения дополнительной логики, тогда как в случае DCM-версии больше четырех процессоров объединить не получится. В DCM-версии число каналов памяти и линий PCI Express удваивается — всего 64 линии PCI Express 5.0 суммарной пропускной способностью 1 Тбайт/с. Это же справедливо для интерфейса PowerAXON (16 каналов по 8 линий каждый, до 1 Тбайт/суммарно) и интерфейса памяти Open Memory Interface (16 каналов по 8 линий каждый, до 1 Тбайт/суммарно). В случае использования DDR4 можно получить 4 TБ или 410 Гбайт/с оперативной памяти на сокет, а после обновления до DDR5 можно рассчитывать на увеличение этих показателей. Кроме DDR также поддерживается память GDDR и HBM, что позволит обеспечить пропускную способность до 800 Гбайт/с.

Ожидается, что первые системы на процессорах IBM POWER10 выйдут во второй половине 2021 года.

Источник