IBM POWER

POWER est une famille de processeurs de type RISC fabriqués par IBM. Le nom est l'acronyme de P erformance O ptimization W ith E nhanced R ISC.



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Architecture Power - Microprocesseur - Processeur 64 bits - Matériel IBM

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POWER est une famille de processeurs de type RISC fabriqués par IBM. Le nom est l'acronyme de Performance Optimization With Enhanced RISC. Les processeurs POWER sont utilisés dans des serveurs et stations de travail d'IBM mais aussi dans certains supercalculateurs. L'architecture PowerPC, utilisée essentiellement dans les stations de travail IBM, les ordinateurs Apple (jusqu'en 2005) et les consoles de jeux de dernière génération, dérive de l'architecture POWER.

Descendant directement des processeurs 801, le POWER est membre de la seconde génération de processeurs RISC. Il fut introduit en 1990 dans les stations de travail RS/6000 (RISC System) d'IBM. Contrairement au 801 à architecture particulièrement simple (une seule instruction par cycle, pas d'unité de calcul en virgule flottante ni d'architecture superscalaire), l'architecture POWER est particulièrement complexe avec d'avantage de 100 instructions différentes.

Le POWER2

Lancé en 1993 et commercialisé jusqu'en 1998, le POWER2 intégrait 15 millions de transistors. Il possédait une deuxième unité de calcul en virgule flottante et plus de cache. L'architecture POWER2 intégrait 8 puces par carte mère.

L'implémentation monoprocesseur PSSC du POWER2 fut utilisée pour le super-ordinateur Deep Blue qui battit en 1997 aux échecs le champion du monde Garry Kasparov.

Le POWER3

Le POWER3 fut lancé en 1998. Il intégrait aussi 15 millions de transistors par puce, mais était le premier à mettre en place une architecture 64 bits SMP (Symmetric MultiProcessor). Il était complètement compatible avec le jeu d'instruction du premier POWER. Il était destiné au calcul scientifique comme dans le domaine de l'aérospatiale ou des prévisions météorologiques. Le POWER3-II était deux fois plus puissant que le POWER3.

Le POWER4

Article principal : POWER4.

Lancé en 2001, le POWER4 possède 174 millions de transistors par processeur. C'est un processeur multi cœur à 64 bits. Il est gravé en technologie SOI (Silicon On Insulator) avec une finesse de 0, 18 micromètres. Il hérite de l'ensemble des caractéristiques du POWER3, surtout la compatibilité avec le jeu d'instructions PowerPC, et s'y ajoute la compatibilité avec le PowerPC AS des AS/400. Chaque processeur intègre deux cores 64 bit cadencés à 1 GHz ou plus, et peut exécuter 200 instructions simultanément. Le POWER4+, ou POWER4-II, est une évolution du POWER4 : il fonctionne à des fréquences plus élevées et consomme moins d'énergie.

Le PowerPC 970 (ou G5), utilisé par Apple dans ses Macintosh dérive du POWER4.

Le POWER5

Article principal : POWER5.
Power 5 MCM

Lancé en juin 2004, le POWER5 est cadencé jusqu'à 1, 9 GHz. Deux fois plus puissant que le POWER4, il était de loin le processeur le plus rapide à son époque. La version à 1, 9 GHz a obtenu le score le plus élévé jamais réalisé pour une puce monoprocesseur au test SPECfp. C'est une puce dual-core disposant de 276 millions de transistors grâce à une gravure à 130 nanomètres. Il est pourvu d'un cache L2 de 1, 88 Mo et d'un cache L3 off-chip de 36 Mo. Le POWER5+ est une évolution du POWER5 qui consomme moins d'énergie en raison d'une finesse de gravure plus importante : 90 nanomètres. Les fréquences vont de 1, 5 à 2, 3 GHz. Il existe aussi une version Quad-core (2 processeurs dual-core sur un même die).

Le POWER6

Article principal : POWER6.

Le POWER6 est disponible depuis le 8 juin 2007. Il est gravé en technologie CMOS 65 nm SOI et cadencé entre 3, 5 et 5, 0 GHz, soit un doublement de fréquence comparé au POWER5+, pour une consommation et une dissipation thermique semblables. Il se compose de 790 millions de transistors. Il supporte la mémoire de type DDR2 Bufferisée Nova via un double contrôleur. Il est équipé d'un double cœur, chaque cœur étant pourvu d'une unité vectorielle VMX et d'un cache L2 de 4 Mo. Une évolution du POWER6 est apparue en novembre 2008 sur certains modèles : le POWER6+

A ce jour, les processeurs POWER6 et POWER6+ sont disponibles sur la gamme de serveurs IBM :

Correspondance modèles et fréquences processeur POWER6
Fréquence (GHz) POWER6 JS12 / JS22 520 / Power 520 550 / Power 550 570 / Power 570 575 / Power 575 Power 595
3, 5 X X
3, 8 X
4, 0 X
4, 2 X X X X
4, 7 X X
5, 0 X


Correspondance modèles et fréquences processeur POWER6+
Fréquence (GHz) POWER6+ JS23 / JS43 Power 520 Power 550 Power 560 Power 570
3, 6 X
4, 2 X
4, 2 QCM X
4, 4 X
4, 7 X
5, 0 X X


Quelques caractéristiques :

Le POWER7

Le successeur du POWER6 a été annoncé le 9 février 2010 avec une date de disponibilité au 19 février 2010 pour les premiers modèles. Il est gravé avec une technologie CMOS 45 nm. Il a été choisi par la DARPA comme un processeur potentiel pour être utilisé dans leurs supercalculateurs Peta-Flops. Au début des années 2000, IBM a présenté ce projet et a reçu 53 millions de dollars de la DARPA pour continuer à participer au défi et en 2006, IBM a reçu 244 millions de dollars pour construire un ordinateur Peta-Flops pour la DARPA.

Le POWER7 se compose de 1, 2 milliard de transistors. Le processeur intègre 4, 6 ou 8 cœurs par chip et peut exécuter jusqu'à 32 taches simultanément car chaque cœur dispose de 4 threads. Il équipe les serveurs IBM Power 750, Power 755, Power 770 et Power 780 qui possèdent jusqu'à 64 cœurs (256 threads). Une déclaration d'intention d'IBM annonce un modèle 256 cœurs (1024 threads) dans le courant de l'année 2010. La fréquence du processeur est comprise entre 3, 00 et 4, 14 GHz. Il supporte la mémoire DDR-3 SuperNova. Le processeur POWER7 a une surface de 567 mm2 à comparer au 341 mm2 du POWER6.

Correspondance modèles et fréquences processeur POWER7
Fréquence (GHz) POWER7 (cœurs par chip) Power 750 Power 755 Power 770 Power 780
3, 00 (8 cœurs) X
3, 10 (8 cœurs) X
3, 30 (6 cœurs) X
3, 30 (8 cœurs) X X
3, 50 (6 cœurs) X
3, 55 (8 cœurs) X
3, 86 (8 cœurs) X
4, 14 (4 cœurs) X

Principales caractéristiques du POWER7 :

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"IBM Power Systems"

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