Pokud by byly všechny věci stejné a společnost IBM učinila své systémy stejně přístupnými, jako to dělají společnosti Dell a Hewlett-Packard, mohl by procesor IBM Power5 pohřbít procesor Itanium 2. Procesor Power5, který byl představen loni v létě, je úderem dva dva, což je triumf inženýrství společnost, která vyniká nejen designem procesorů, ale také submikronovou vědou o výrobě a balení čipů.
Power5 je samozřejmě hodně rychlý. Lze jej však také považovat za první vážný pokus IBM o rychlé uspokojení potřeb zákazníků. Power5 nabízí vylepšenou energetickou účinnost a úžasnou škálovatelnost, podporuje operační systémy jiných výrobců než IBM (včetně Linuxu a Windows) a přináší dělení a virtualizaci, které současná technologie Intel nepřekonala.
Power5 také předznamenává novou generaci 64bitových pracovních stanic a serverů založených na PowerPC od dlouholetého partnera IBM v Power, Apple Computer. A IBM nedávno vytáhla neočekávaný krok pro společnost postavenou na patentech zveřejněním architektury a nástrojů Power pod otevřenou licencí.
Existuje tolik způsobů, jak vliv Power5 přesahuje primární základnu zákazníků IBM s dobrým podpatkem. Ačkoli IBM také prodává servery Itanium 2, Opteron a Xeon, zdá se, že společnost zjevně hodlá dát systémy Power5 do rukou správců Linux a Windows. Zda to bude dávat smysl, bude záležet na zákaznících, ale naprostý technický potenciál Power5 a ochablé bohatství architektury Itanium vyžadují, aby si vlajkový procesor společnosti IBM vzal výlet pod náš mikroskop.
Tajemství moci
IBM soustavně přitahovala ty nejbystřejší mozky, typ inženýrů, kteří si zaslouží přezdívku „počítačový vědec“. V osmdesátých letech minulého století tito vědci připravili architekturu procesorů, která byla postavena na výkonu: IBM 801, původní procesor RISC. Dědictví 801 žije dál v řadě procesorů podnikové třídy IBM Power.
Hlavní rozdíl mezi procesorem RISC a procesorem CISC, jako je Intel x86, lze považovat za přetahování mezi programátory a designéry čipů. Procesory CISC jsou navrženy tak, aby usnadnily život vývojářům aplikací tím, že redukují běžné operace na jediné, dlouho prováděné nativní instrukce, což CISC dává pověst pomalého, ale přátelského designu. Ve srovnání s tímto světlem je RISC rychlý a nepřátelský. Každá z jeho jednoduchých pokynů slouží velmi úzkému účelu, provádí se rychle a výjimečně dobře paralelizuje. RISC vyžaduje trpělivé, nadané programátory a pečlivě optimalizované kompilátory; Úspěch RISC svědčí o hojnosti obou.
Nejznámějším atributem Power5 je integrace dvou diskrétních jader RISC do jednoho čipu. Oznámení AMD, Intel a Sun Microsystems týkající se nadcházejících vícejádrových procesorů zaměřila pozornost na tento aspekt Power5, ale vícejádrový byl také rysem jeho předchůdců, Power4 a Power4 +. Podle IBM je Power5 plně kompatibilní se spustitelnými soubory Power4. Vícejádrový zázrak spočívá v tom, že přináší sen o vyšší rychlosti na menším prostoru bez výrazného zvýšení tepla. Ale jak uvidíte, multicore není jen SMP na čipu.
Za prvé, jádra Power5 sdílejí velmi rychlou mezipaměť úrovně 2. Rychlost a množství mezipaměti je faktorem výkonu všech mikroprocesorů. (Vývoj x86 ukazuje, že Intel je naprosto posedlý mezipamětí.) Díky jednoduchým instrukcím, které létají přes RISC CPU tak rychle, se efektivita mezipaměti při snižování počtu cest do RAM stává klíčem k celému designu.
Celková mezipaměť úrovně 2 Power5 má jen necelé 2 MB. Díky sdílené mezipaměti jsou data načtená jedním jádrem okamžitě k dispozici druhému, což zvyšuje pravděpodobnost, že načtení další programové instrukce nebo bloku dat nebude vyžadovat výlet do RAM zabíjející výkon. Sdílená mezipaměť ale také zvyšuje pravděpodobnost, že se jádra pokusí o přístup do mezipaměti současně, což nemohou udělat.
Společnost IBM implementovala mezipaměť tvrzení o mezipaměti a rozdělila mezipaměť úrovně 2 na tři segmenty. Tato konstrukce umožňuje kvazi-simultánní přístup do mezipaměti, pokud obě jádra narážejí na různé segmenty mezipaměti. IBM má další kreativní řešení problému s vyrovnávací pamětí úrovně 2: ohromná 36 MB externí mezipaměť úrovně 3. Každé jádro vlastní výhradně mezipaměť úrovně 3, takže neexistuje možnost konfliktu mezi jádry. Ačkoli mezipaměť úrovně 3 není zdaleka tak rychlá jako úroveň 2, úroveň 3 je mnohem rychlejší než hlavní paměť a díky designu Power5 je spojení mezi jádrem a přidruženou mezipamětí úrovně 3 přímým odkazem. Považujeme přepracování designu mezipaměti úrovně 3 ze strany IBM za jedno z nejlepších výher designu v Power5.
Dalším podstatným ziskem Power5 jsou jeho řadiče paměti na čipu. Každé jádro Power5 má svůj vlastní řadič a je schopné spravovat vyhrazený blok hlavní paměti. To má obrovský dopad na celkový výkon, jak jsme viděli například při porovnávání propustnosti paměti Opteron a Xeon. A v případě Power5 design zapadá do strategie IBM víceúrovňové paralelizace.
Dva nestačí
Power5 není jen dvoujádrový; implementuje nástroj SM4 (Simultánní vícevláknový proces) Power4, který dává každému jádru za určitých podmínek schopnost provádět instrukce ze dvou vláken současně. SMT je obdobou technologie Intel HTT (Hyper-Threading Technology), ale se zřetelnými výhodami, díky nimž jsou „určité podmínky“ širší a které dynamicky optimalizují paralelizaci analýzou a upřednostňováním vláken, aby bylo paralelní provádění efektivnější - mnohem efektivnější, myslíme si. I když je obtížné izolovat testování, implementace Power5 by měla překonat maximální 30procentní podporu, kterou Intel navrhuje pro HTT.
Power5 přidává dvě základní, ale velmi potřebná schémata upřednostňování vláken. Dynamické vyvažování zdrojů se pokouší udržet plynulý tok instrukčních toků analýzou chování vláken a sideliningovým kódem, který by mohl zpomalit SMT stream. Například pokyny, které je třeba provést v pořadí, aby se odvodil přesný výsledek, mohou dané vlákno v procesoru na čas uzamknout. Power5 se to pokusí předpovědět a spouštět jednodušší pokyny, dokud nebude prostor k provedení sekvence bez ucpání SMT.
Další úžasný designový zisk, nastavitelná priorita podprocesu Power5 dává operačním systémům, ovladačům a aplikacím možnost přiřadit libovolnou úroveň priority každému podprocesu. Tato priorita podprocesu definovaná aplikací je zahrnuta do výpočtů dynamického vyvážení zdrojů a používá se obecněji k určení doby, po kterou vlákno zůstane aktivní v CPU. Poskytuje také operačním systémům snadný způsob řízení úspory energie.
Pokud je spuštěno mnoho podprocesů s vysokou prioritou, pole bude aktivní. Ale jak OS srazí priority podprocesů, CPU poběží více nečinných cyklů, a proto běží chladněji. Pokud všechny priority podprocesů srazíte na nejnižší úroveň, CPU přejde do režimu sleeplike s nízkou spotřebou. To je nejjednodušší přístup ke správě napájení, jaký si dokážeme představit.
Nakonec Power5 používá to, co ví o zařízeních potřebných pro každou instrukci RISC, k tomu, aby v podstatě vypnul části čipu, které v daném okamžiku nejsou potřeba. To potenciálně přináší nové roztočení neslavných problémů s energií a teplem společnosti Power. Určitě se to zdá jednodušší než schémata řízení spotřeby poháněná operačním systémem, jako jsou ta, která používají procesory x86.
Možná si to nikdy nevšimnete
Pouze na technologii je Power5 postaven tak, aby vládl. Ale neuvěřitelné, jak by se mohlo zdát mnoha skeptikům Itanium 2, s nimiž sdílejí své názory , většina pozorovatelů již vyhlásila soutěž Itanium 2 / Power5 ve prospěch společnosti Intel.
To je zvláštní hodnocení, protože v tomto případě IBM stahuje Intel na Intel. RISC vlastní trh Unix, Unix trh střední a vyšší třídy a Intel RISC nedělá. Na ty mnohamilionové, velké železné nákupní objednávky je zima. Intel je účinně uzamčen, pokud nepřesvědčí kupující, že Itanium 2 zastarává RISC. Podaří se Intel vloupat? Myslíme si, že Itanium bude trvat roky, než odstrčí RISC stranou, a zatímco se vloupá, Power a Sparc se budou i nadále vyvíjet.
Těžko se říká, že IBM chce trh Intel stejně jako Intel chce IBM. IBM prodává servery Power5 za 5 000 $ s předinstalovaným Linuxem. Vraťte se zpět a naskenujte specifikace, abyste pochopili, proč by mohl být server Power5 v hodnotě 5 000 $ pěkný.
Analytici leptající náhrobní kameny pro Power poznamenávají, že obchod s čipy IBM nevydělává peníze. Ale její systémy podnikání jsou a nyní jsou tyto dvě jednotky jedna. To je chytrý krok: Vyrábejte čipy pro systémy, které prodáváte; budujte systémy kolem vyráběných čipů. Chytré je také uvolnění designu a nástrojů pro veřejnost. Každý otevřený držitel licence je potenciálním výrobním zákazníkem a nezatížené duševní vlastnictví bude plynout od géniů, které nejsou na výplatní listině IBM.
To jsou dobré strategie pro uklidnění se na vstupním trhu. Kéž by IBM nemusela jednat se zákazníky. Společnost Big Blue nikdy nebyla schopna přinést spodní části svého katalogu lesk značky a důvěru zákazníků, které si společnosti Dell a HP užívají v piky. Skvělou práci, kterou inženýři IBM odvedli, brání špatný marketing společnosti. S největší pravděpodobností, pokud nyní nepoužíváte zařízení IBM, nikdy se na server Power5 nikdy nepodíváte bez ohledu na cenu.
Společnost IBM záměrně zapojila úspěch Power5 do Linuxu na základní úrovni. Je však těžké extrahovat přidanou hodnotu ze softwaru, o němž se veřejnost domnívá, že si jej může stáhnout zdarma, a Linux je operační systém, který kupující nemá sklon ke koupi nového hardwaru. Jinými slovy, Linux nebude prodávat vstupní servery Power5. Nejlevnější server IBM Power5, který stojí 5 000 až 6 000 USD, není dostatečně levný ve srovnání se špinavým levným serverem Opteron nebo Xeon EM64T (Extended Memory 64 Technology) se systémem Linux.
Na druhou stranu se velké unixové železo samo prodává a zákazníci si vždy koupí více toho, co již používají. Nakoupí to, co jim poradí jejich konzultanti řešení. IBM překonává všechny ostatní ve své schopnosti plavat se nad hlavními účty. Nemůžete uvolnit zákazníka z hardwaru IBM ve středních a vyšších úrovních. Takže celková zpráva na Power5 bude skryta pro tisk a širokou veřejnost, ale obleky v této oblasti obcházejí marketing IBM. Ve vztazích mezi IBM a zákazníkem nemůžete IBM porazit.
Power5 má téměř všechno: rychlost, jednoduchost, inovace, bezproblémovou zpětnou kompatibilitu, vyspělou sadu vývojových nástrojů a podporu technologického giganta. Je to bezkonkurenční technický úspěch, který vytvořili nejchytřejší inženýři na světě. Pokud se marketing IBM shoduje s inteligencí jejího inženýrství, dávejte si pozor, Intel.
