一見の価値があるIBMのPower5プロセッサー

すべてが同等であり、IBMがDellやHewlett-Packardと同じようにシステムにアクセスできるようにした場合、IBMPower5プロセッサーはIntelのItanium2を埋めることができます。昨年夏に最初に導入されたPower5は、1対2のパンチであり、プロセッサーの設計だけでなく、チップの製造とパッケージングのサブミクロン科学にも優れた会社です。

もちろん、Power5は十分に高速です。しかし、それは、スピードを超えて顧客のニーズを満たすためのIBMの最初の真剣な試みと見なすこともできます。Power5は、改善された電力効率と優れたスケーラビリティーを提供し、IBM以外のオペレーティングシステム(LinuxおよびWindowsを含む)をサポートし、現在のインテルテクノロジーでは比類のないパーティショニングと仮想化を実現します。

Power5はまた、IBMの長年のパートナーであるAppleComputerによる新世代の64ビットPowerPCベースのワークステーションおよびサーバーの前兆でもあります。そしてIBMは最近、オープンライセンスの下でPowerアーキテクチャとツールを公開することにより、特許に基づいて構築された企業に予期せぬ動きをもたらしました。

Power5の影響力が、IBMの主要な顧客基盤を超えて到達する方法はたくさんあります。IBMはItanium2、Opteron、およびXeonサーバーも販売していますが、同社は明らかにPower5システムをLinuxおよびWindows管理者の手に委ねることを意図しているようです。それが理にかなっているかどうかは顧客次第ですが、Power5の純粋な技術力と、Itaniumアーキテクチャーの衰退する運命は、IBMの主力プロセッサーが私たちの顕微鏡の下で旅をすることを要求しています。

パワーシークレット

IBMは一貫して、「コンピューター科学者」という名にふさわしい種類のエンジニアである最も優秀な人々を魅了してきました。 1980年代に、これらの科学者は、パフォーマンスのために構築されたプロセッサアーキテクチャ、つまり元のRISCプロセッサであるIBM801を作り上げました。 801のレガシーは、エンタープライズクラスのプロセッサのIBMPowerシリーズに残っています。

RISCプロセッサとIntelのx86などのCISCプロセッサの主な違いは、プログラマとチップ設計者の間の綱引きと見なすことができます。 CISCプロセッサは、一般的な操作を単一の長時間実行するネイティブ命令に減らすことで、アプリケーション開発者の生活を楽にするように設計されており、CISCは低速ですが使いやすい設計としての評判を得ています。その点で比較すると、RISCは高速で非フレンドリーです。その単純な命令のそれぞれは、非常に狭い目的を果たし、迅速に実行され、非常にうまく並列化されます。 RISCには、忍耐強く、才能のあるプログラマーと、細心の注意を払って最適化されたコンパイラーが必要です。 RISCの成功は、両方が豊富であることを証明しています。

最もよく知られているPower5属性は、2つのディスクリートRISCコアを1つのチップに統合したことです。今後のマルチコアプロセッサに関するAMD、Intel、およびSun Microsystemsからの発表は、Power5のこの側面に注目しましたが、マルチコアはその前身であるPower4およびPower4 +の機能でもありました。 IBMによると、Power5はPower4実行可能ファイルと完全に互換性があります。マルチコアの驚異は、熱を著しく増加させることなく、より少ないスペースでより高速になるというパイプの夢を実現することです。しかし、ご覧のとおり、マルチコアは単なるチップ上のSMPではありません。

一つには、Power5のコアは非常に高速なレベル2キャッシュを共有します。キャッシュの速度と量は、すべてのマイクロプロセッサのパフォーマンスの要因です。(x86の進化は、Intelが完全にキャッシュに取りつかれていることを示しています。)RISC CPUを非常に高速に通過する単純な命令により、RAMへのトリップ数を減らすキャッシュの効率が設計全体の鍵になります。

Power5のレベル2キャッシュの合計は2MB未満です。共有キャッシュを使用すると、一方のコアによってフェッチされたデータをもう一方のコアですぐに利用できるため、次のプログラム命令またはデータのブロックをフェッチするときに、パフォーマンスを低下させるRAMにアクセスする必要がなくなる可能性が高くなります。ただし、共有キャッシュを使用すると、コアが同時にキャッシュにアクセスしようとする可能性が高くなりますが、これはできません。

IBMは、キャッシュ競合の一時停止を実装し、レベル2キャッシュを3つのセグメントに分割しました。この設計では、両方のコアが異なるキャッシュセグメントにヒットしている限り、キャッシュへの準同時アクセスが許可されます。 IBMには、レベル2のキャッシュ競合の問題に対するもう1つの創造的なソリューションがあります。それは、膨大な36MBの外部レベル3キャッシュです。各コアはレベル3キャッシュを排他的に所有しているため、コア間で競合が発生する可能性はありません。レベル3キャッシュはレベル2ほど高速ではありませんが、レベル3はメインメモリよりもはるかに高速であり、Power5の設計により、コアと関連するレベル3キャッシュ間の接続が直接リンクになります。 IBMによるレベル3キャッシュ設計の作り直しは、Power5で最も優れた設計の1つであると考えています。

Power5のもう1つの大きな利点は、オンチップメモリ​​コントローラーです。各Power5コアには独自のコントローラーがあり、メインメモリーの専用ブロックを管理できます。これは、たとえばOpteronとXeonのメモリスループットを比較したときに見たように、全体的なパフォーマンスに大きな影響を与えます。また、Power5の場合、設計はIBMのマルチレベル並列化戦略に適合しています。

2つでは不十分

Power5は単なるデュアルコアではありません。 Power4のSMT(同時マルチスレッディング)機能を実装します。これにより、各コアは、特定の条件下で2つのスレッドから同時に命令を実行することができます。 SMTはIntelのHTT(Hyper-Threading Technology)に似ていますが、「特定の条件」をより広くし、スレッドを分析して優先順位を付けることで並列化を動的に最適化し、並列実行をより効率的にするという明確な利点があります。テストで分離することは困難ですが、Power5の実装は、IntelがHTT用に計画している最大30%のブーストを上回るはずです。

Power5は、2つの基本的な、しかし非常に必要とされているスレッド優先順位付けスキームを追加します。 Dynamic Resource Balancingは、スレッドの動作を分析し、SMTストリームの速度を低下させる可能性のあるコードをサイドライン化することにより、命令ストリームのスムーズな流れを維持しようとします。たとえば、正確な結果を導き出すために順番に実行する必要のある命令は、そのスレッドをプロセッサ内で一時的にロックする可能性があります。 Power5はこれを予測し、SMTを詰まらせることなくシーケンスを実行する余地ができるまで、より単純な命令を実行しようとします。

もう1つのすばらしい設計上の利点として、Power5の調整可能なスレッド優先順位により、OS、ドライバー、およびアプリケーションは、各スレッドに任意の優先順位レベルを割り当てることができます。このアプリケーション定義のスレッド優先度は、動的リソースバランシングの計算に考慮され、スレッドがCPUでアクティブなままでいる時間の長さを決定するためにより広く使用されます。また、オペレーティングシステムに節電を制御する簡単な方法を提供します。

優先度の高いスレッドを多数実行している場合、ボックスは熱くなります。ただし、OSがスレッドの優先順位を下げると、CPUはより多くのアイドルサイクルを実行するため、より低温で実行されます。すべてのスレッドの優先順位を最低レベルに下げると、CPUはスリープのような低電力モードになります。これは、私たちが想像できる最も簡単な電源管理のアプローチです。

最後に、Power5は、各RISC命令に必要な機能について知っていることを使用して、本質的に、その時点で必要のないチップの部分の電源を切ります。これは潜在的にパワーの悪名高いパワーと熱の問題に新たなスピンをもたらします。確かに、x86プロセッサで採用されているようなOS駆動の電源管理スキームよりも単純なようです。

あなたは決して気付かないかもしれません

テクノロジーだけでも、Power5が支配する立場にあります。しかし、意見を共有する多くのItanium 2懐疑論者には信じられないかもしれませんが、、オブザーバーの大多数はすでにIntelに有利なItanium 2 / Power5コンテストを呼び出しています。

この場合、IBMはIntelをIntelに引っ張っているので、これは奇妙な評価です。RISCはUnix市場を所有し、Unixはミッドレンジからハイエンドの市場を所有し、IntelはRISCを所有していません。それらの数百万ドルの大きな鉄の注文書は寒いです。Itanium 2がRISCを廃止することを購入者に納得させることができない限り、Intelは事実上ロックアウトされています。Intelは侵入できますか?ItaniumがRISCを押しのけるには何年もかかると思います。侵入している間、PowerとSparcは進化し続けます。

これを呼び出すのが難しいのは、IBMがIBMの市場を望んでいるのと同じくらい、IBMがIntelの市場を望んでいるということです。IBMは、LinuxがプリインストールされたPower5サーバーを5,000ドルで販売しています。戻って仕様をスキャンし、5,000ドルのPower5サーバーが必要な理由を理解してください。

Powerのヘッドストーンをエッチングしているアナリストは、IBMのチップビジネスは利益を上げていないと述べています。しかし、そのシステム事業はそうであり、現在、これら2つのユニットは1つです。それは賢明な動きです。販売するシステム用のチップを作成します。作成しているチップを中心にシステムを構築します。デザインとツールを一般に公開することも賢明です。すべてのオープンライセンシーは潜在的な製造業の顧客であり、邪魔されない知的財産は、IBMの給与ではない天才から流入します。

これらは、参入市場に慣れるための優れた戦略です。 IBMだけが顧客に対応する必要がなかったとしたら。 Big Blueは、デルとHPがスペードで享受しているブランドの洗練と顧客の信頼をカタログのローエンドにもたらすことができたことはありません。 IBMのエンジニアが成し遂げた素晴らしい仕事は、IBMの貧弱なマーケティングによってゲートされています。おそらく、現在IBMギアを実行していない場合は、価格に関係なくPower5サーバーを見ることはありません。

IBMは、Power5の成功をエントリーレベルでLinuxに意図的に結び付けました。しかし、一般の人々が無料でダウンロードできると信じているソフトウェアから付加価値を引き出すことは困難であり、Linuxは購入者が実行するために新しいハードウェアを購入する傾向がないOSです。言い換えれば、LinuxはPower5エントリーサーバーを販売しません。 5,000ドルから6,000ドルで、IBMの最も安価なPower5サーバーは、Linuxを実行している安価なOpteronまたはXeon EM64T(Extended Memory 64 Technology)サーバーと比較して十分に安価ではありません。

一方、大きなUnixアイアンは売れ行きが良く、顧客は常にすでに使用しているものをより多く購入するでしょう。彼らは彼らのソリューションコンサルタントがアドバイスするものを買うでしょう。IBMは、主要なアカウントを甘やかす能力において、他のすべてを上回っています。ミッドレンジ以上では、IBMハードウェアから顧客を引き離すことはできません。したがって、Power5に関する全体的なメッセージは、マスコミや一般の人々に文字化けしますが、現場での訴訟はIBMのマーケティングを迂回します。IBMと顧客の関係では、IBMに勝るものはありません。

Power5には、速度、シンプルさ、革新性、シームレスな下位互換性、成熟した開発ツールセット、技術の巨人の支援など、ほぼすべてが揃っています。これは、世界で最も賢いエンジニアによって生み出された、比類のないエンジニアリングの成果です。IBMのマーケティングがエンジニアリングのインテリジェンスと一致する場合は、Intelに注意してください。