POWER 6 背道而驰

编者按：于5月24日正式发布的IBM POWER 6处理器给人们带来了许多“意料之外”，如它与业界趋势背道而驰，注重提升主频而非增加内核；又如它性能比前一代产品提升一倍但功耗却与后者持平；再如它一反常规，率先被用于IBM p系列服务器而非i系列……这些变化到底因何所致，本文将做详细分析。

就在越来越多的厂商热衷内核数量竞赛，推崇多核的时候，IBM却在刚刚推出的POWER 6处理器上延续了双核设计；就在人们已经不再“热捧”高主频，因为它会让处理器散热困难、功耗过高时，IBM却推出业界最快的处理器——POWER 6，主频达到4.7GHz，并且在功耗上与上一代产品持平。

POWER 6这些“背道而驰”的做法，带给业界的是一片哗然，带给用户的是更多的期许，而带给IBM自己的，不知道是“筹码”，还是“风险”。

为何提速度不增内核

其实了解IBM的人都知道，它的处理器多核化步伐比竞争对手走得都要快，早在2001年第二季度，它就推出了世界上第一款双核处理器——POWER 4。但是为什么在业界普遍推崇多核的今天，IBM却驻足双核，逆势而为呢？

据IBM POWER系统项目管理副总裁Erich K. Baier介绍，伴随芯片主频的提升，散热问题会变得越来越严重，一方面这将消耗更多的电能，另一方面，散热问题也会限制芯片的制造材质。由此推断，在IBM看来，别的竞争对手之所以主攻多核，是因为他们已经无法再继续提高单一处理器的主频了。

但IBM推出的POWER 6，一方面在功耗控制方面采用了独特的技术，另一方面在制造环节上采用了65纳米绝缘硅（SOI）及10层金属互连工艺，这两方面因素让IBM在提高单一处理器主频时能够做到无后顾之忧，使得POWER 6的主频能够达到目前业界的最快——4.7GHz，而与上一代POWER处理器相比，POWER 6却在功耗不变的情况下，将性能提升了1倍。

IBM System i系列全球首席科学家Frank G.Soltis博士也告诉记者，其实IBM处理器技术的独到之处不在于内核的数量而在于带宽，此次POWER 6的带宽就达到了300GB/s，可以在大约60秒内下载整个iTunes目录。

Erich还表示：“很多竞争对手都把主要精力放在如何提升处理器的性能上，却忽略了整个服务器系统向处理器传递数据的能力，这样很难发挥处理器的速度优势。”

这让记者联想到了英特尔的酷睿架构处理器，这款处理器虽然性能强劲，但是由于带宽不足，目前只能发挥约70%的性能，而明年英特尔在新一代Nehalem架构处理器平台上，将导入点到点的串行高带宽直连总线以取代现有的并行前端总线，以充分释放其性能潜力。

虽然POWER 6延续了双核的设计，但这并不表示IBM对多核不积极，据介绍，IBM与东芝、索尼共同开发的Cell处理器就是目前最受业界瞩目的一款多核、而且是异构多核处理器，它已经在包括索尼PS3游戏机、IBM刀片服务器在内的多种产品上得到成功应用。

擎起性能的“杀手锏”

据Frank博士介绍，POWER 6处理器在实验室的主频已达到6－7GHz，IBM只是根据市场应用情况，目前率先推出4.7GHz主频的型号而已，这一频率已是POWER 5主频2.2GHz的2倍多。

对于POWER 6为何能在性能上达到上一代产品2倍的问题，Frank博士表示，IBM在这款处理器中采用了一种可提高芯片性能的新方法，它主要是通过在保持指令队列阶段（在一个时钟周期内必须完成大量的操作）的数目不变的情况下使得每个阶段更快速，同时去除不必要的工作，并尽可能多的进行并行操作，这样，执行时间就能削减一半。

记者在上文中提到的POWER 6在总线带宽上的优势，也是其性能获得提升的一个保证。为了与300GB/s的带宽保持同步，POWER 6还配备了高达8MB的二级缓存。

据了解，POWER 6还添加了能够加速许多多媒体计算任务的全新指令集，可通过对多个数据元素执行同一条指令，来提高运行多媒体和高性能计算任务时的数据处理效率。

除了这些新添的特性外，POWER 6高性能表现的基础还是在于它双核+单核同时双线程的设计，这实际上符合了未来处理器融合CMP（芯片多线程）和SMT（同时多线程）技术的设计思想。

谈到这一设计思想，就不能不提Sun公司的UltraSPARC T1处理器，它采用的CMT（芯片多线程）技术实际上也是CMP+SMT的产物，不过该处理器可集成8个内核，每个内核同时拥有4线程处理能力，这使得它拥有最高达32个线程的并行处理能力。

对于竞争对手对更多线程处理能力的追求，IBM有不同看法，Frank博士称，多线程技术虽可提高同一时间内并行处理任务的效率和能力，但是却需要软件开发商提供相关软件的支持。

以IBM AS400来说，早在1995年就实现了双线程，但是IBM当时在改造支持双线程的系统软件上花了很多功夫。

由此看来，目前多线程技术的推出可能容易，但是软件厂商、客户自行开发相关应用却很难，在Frank博士看来，这可能需要5－10年。而与此相反，目前很多企业的应用却还非常需要单线程技术。

值得一提的是，为了满足部分高端用户对更高性能的需求，IBM还将推出封装4颗POWER 6处理器芯片及大容量三级缓存的MCM（多处理器模块）作为POWER 6的高端型号。