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POWER5

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IBM POWER是RISC處理器架構的一種,由IBM設計,全稱為“Performance Optimization With Enhanced RISC”,《IBM Connect電子報》2007年8月號譯為“增強RISC性能優化”。POWER系列微處理器在不少IBM服務器超級電腦、小型電腦及工作站中,廣泛作為主CPU使用。而PowerPC架構也是源自POWER架構,並應用在蘋果電腦麥金塔電腦及部份IBM的工作站,以及各式各樣的嵌入式系統上。此外,IBM通過Power.org網站,向其他開發者及製造商推廣POWER架構及其他派生產品。
外文名
POWER5
種    類
處理器
設計公司
IBM
製造工藝
130 nm至90 nm
上市年份
2004年

POWER5基本資料

上市年份
2004年
設計公司
IBM
處理器頻率
1.5 GHz至2.3 GHz
製造工藝
130 nm至90 nm
指令集構架
PowerPC v.2.02
核心數
2
L1緩存
32+32 KB/core
L2緩存
1.875 MB/chip
L3緩存
36 MB/chip (off-chip)
IBM POWER5是IBM公司繼POWER4處理器之後的產品。
POWER5由POWER4改良而來。相比於POWER4,POWER5增加了對對稱多線程(SMT)的支持,並且在芯片上集成了內存控制器。此外,POWER5是一款雙核處理器,其中每個處理核心可以處理一路物理線程,以及兩路邏輯線程。因此,POWER5具有兩物理線程以及四邏輯線程的處理能力。

POWER5歷史背景

POWER5的技術細節首先在2003年的Hot Chips會議上公佈。不過,直到2003年10月14號的微處理器論壇上(Microprocessor Forum),POWER5的完全細節才正式公佈出來。
POWER5並沒有公開銷售,而是由IBM及其合作伙伴在其開發的系統內部使用。第一款基於POWER5的系統於2004年發佈,主要與Intel公司的Itanlium 2,以及太陽公司(Sun)的UltraSPARC IV,富士通公司(Fujitsu)的SPARC64 V爭奪高端服務器市場。
2005年,POWER5由其繼任者POWER5+取代。

POWER5詳細資料

POWER5是POWER4的繼任者。POWER5實現了對稱多線程(simultaneous multithreading,SMT),可以同時執行兩路線程。不過POWER5也可以通過關閉SMT的方式來優化當前任務。
由於POWER5的寄存器是多線程間共享的,因此,POWER5增加了寄存器數量,以降低共享帶來的性能損失。比如數據寄存器方面,整數寄存器和浮點寄存器就由POWER4時代的80個和72個,增長到了120個。浮點指令寄存器容量也由20條增至24條。L2緩存增大至1.875MB,10路組相連。L3緩存從由其它芯片連接,變為封裝在處理器內部,並且容量也增至36MB。L3緩存由兩個核心共享(與POWER4同),並通過128位全雙工,工作頻率為處理器一半的總線訪問。
POWER5整合的內存控制器,最大可以支持到64GB的DDR或是DDR2內存。它通過高速串行總線連接DIMM內存模塊和處理器。
POWER5核心大小為389 mm,集成了2760萬個晶體管,採用IBM的130納米SOI COMS銅互連工藝。POWER5核心可以採用DCM(Dual Chip Module)或者MCM(Multi Chip Module)封裝。DCM封裝一個POWER5核心及一個L3緩存核心。而MCM封裝四個POWER5核心以及四個相應的L3緩存核心,其封裝後尺寸大概達到95毫米*95毫米。
POWER5+是POWER5的改進版本。該處理器於2005年10月4日發佈。
由於POWER5+使用了90納米工藝製造,其核心面積由POWER5的389mm 縮小至 243mm。因此,POWER5+比POWER5更加省電。
最初的版本,POWER5+與POWER5保持了相同的工作頻率,為1.5至1.9GHz。但在2006年2月14號,及7月25號,IBM又將POWER5+的工作頻率分別提升到2.2GHz和2.3GHz。
在封裝方面,POWER5+與POWER5保持一致。不過POWER5+也可以採用QCM(Quad Chip Module)封裝。QCM可以封裝兩個POWER5+核心及兩個L3緩存的核心(每個POWER5+使用一個L3緩存)。該四核心的處理器工作頻率為1.5GHz至1.8GHz。