Power架构三十年发展史

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IBM 发布了第一台基于RISC(精简指令集计算机)架构的原型机。早在上世纪70年代初,基于IBM 科学家 John Cocke的发明,RISC的理念大大简化了计算机操作指令,加快系统运行速度,使得计算机性能得到大幅度提升。如今,RISC架构已经广泛应用于众多工作站和UNIX服务器系统中,并被看作是未来主流的计算架构。

  1980:

  IBM 发布了第一台基于RISC(精简指令集计算机)架构的原型机。早在上世纪70年代初,基于IBM 科学家 John Cocke的发明,RISC的理念大大简化了计算机操作指令,加快系统运行速度,使得计算机性能得到大幅度提升。如今,RISC架构已经广泛应用于众多工作站和UNIX服务器系统中,并被看作是未来主流的计算架构。

  1990:

  IBM 推出基于RISC系统、运行AIX V3的新产品线RS/6000(现在称为IBM eServer p系列)。该系统架构后来被称为POWER(POWER1),意为增强RISC性能优化(Performance Optimization With Enhanced RISC)架构。

  1991:

  IBM和苹果、摩托罗拉公司达成一系列合作协议,内容包括:推出支持苹果 Macintosh个人电脑与IBM网络相连的全新产品;推出面向PC机和低成本工作站的RISC架构PowerPC处理器;形成一个开放的系统环境,保证IBM AIX和苹果Macintosh软件程序在两家公司设计的RISC系统中都能运行。此外,开放的系统环境包括其他一些技术协议。

  1993:

  IBM 推出可升级的POWER并行系统,这是第一款采用RS/6000技术,基于微处理器的超级计算机。在该系统中,IBM 首次应用多处理器技术,可将复杂密集的任务进行分解,大大加快了计算机的运算速度,开创了业界先河。

  IBM和摩托罗拉公司推出PowerPC 601处理器,该处理器是与苹果共同开发的。PowerPC上集成280多万个晶体管,主频为50 MHz。

  IBM 发布了66 MHz 的POWER2 处理器,首先应用于RS/6000系统。

  1994:

  IBM 推出可升级的POWER并行系统 2 (Scalable POWERparallel,SP2)。美国康乃尔理论研究中心配备了SP2超级计算机,运行速度高达1360亿次/秒。欧洲粒子物理学实验室(CERN)采用一款64节点、运行AIX系统的IBM SP2,速度位于欧洲前列。

  IBM 成功研发出新一代PowerPC 604处理器,其强大的处理性能在批量生产的处理器产品中处于领先地位。IBM 技术人员还推出了业内最快的“无损”数据压缩芯片,每秒钟能处理40 MB数据。7月,IBM 交付第一百万个PowerPC 601 处理器。

  IBM发布首个基于Power 架构的嵌入式控制器PowerPC 403GA。

  1995:

  PowerPC64位RISC处理器开始应用于IBM AS/400 操作系统中。

  8月,苹果公司推出首款基于Power架构的笔记本电脑 PowerBook 500,它采用IBM的 PowerPC 603e 处理器。

  1996:

  IBM 推出全新的32位POWER2超级芯片(P2SC),主频达135 MHz ,首先应用于RS/6000系统。基于POWER2 架构的P2SC采用了高密度CMOS技术,单个芯片上集成1500万个晶体管。

  1997:

  IBM“深蓝”超级计算机在经过多局较量后,击败了国际象棋冠军Garry Kasparov。“深蓝”是一款32节点的IBM RS/6000 SP计算机,处理器采用32位P2SC,运行AIX操作系统。在比赛期间,“深蓝”的平均运算速度为每秒1亿2600万步。目前,这台超级计算机被安放在美国华盛顿特区的史密森国家博物馆内。

  IBM 为美国国家宇航局提供一款32位的PowerPC微处理器,其运算速度可达每秒3500万次,主要用于火星探测计划。经过洛克希德马丁实验室改造后,最终形成可抗辐射的RAD 6000芯片,植入火星登陆车Sojourner Rover内部的计算机系统中。

  1998:

  由IBM和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室共同研发的“蓝色太平洋”超级计算机问世。这台计算机采用PowerPC 604处理器,主频高达332 MHz,系统包含176个节点,最高运算速度为每秒3.9万亿次(比一般台式电脑快1.5万倍),存储容量超过 2.6 TB (是普通PC机的8万倍)。“蓝色太平洋”一秒钟内的计算量相当于一个人使用计算器连续计算6万3千年的总和。

  IBM 推出世界上第一组基于铜的微处理器 PowerPC 740/750,工作频率为 400 MHz。由于使用了铜芯片技术,处理性能提高了近1/3。

  全新64位POWER3 处理器将POWER2 架构(P2SC) 与PowerPC 架构相结合,并对技术应用进行了优化。POWER3 的最高运算速度可达每秒200万次,比“深蓝”所采用的POWER2 超级芯片快出一倍多。

  IBM 公布了首个基于Power的嵌入式系统芯片(SoC)内核。不久之后,PowerPC 405 内核也将同其他IP相结合,形成嵌入式SoC微处理器和基于Power的特定应用集成电路(ASIC)解决方案。

  1999:

  IBM 研究院投资1亿美金开发一种新型的Power架构超级计算机。这种名为“蓝色基因”的计算机峰值速度超过1 Peta FLOP,比当时最快的超级计算机高出500倍。它将被用来模拟复杂蛋白质的折叠。

  自正式推出铜芯片一年后,IBM 交付了第一百万个铜技术PowerPC 芯片。

  6月,IBM 发布了第一个基于405内核的系统芯片PowerPC 405GP。下半年,IBM 即推出了再下一代嵌入式PowerPC内核。

  IBM与任天堂公司共同宣布了一项价值10亿美元的技术协议,IBM将为任天堂的下一代家庭游戏机GAMECUBE提供增强版PowerPC 芯片。新产品性能将超出任何其他家庭游戏系统,为玩家呈现更佳的图像效果和更逼真的动作画面。

  2000:

  IBM 宣布将高速PowerPC 处理器与电视机顶盒(STB)组件一起整合到一个“单芯片系统”上,从而在系统性能、价格和设计等方面为机顶盒厂商带来竞争优势。该单芯片系统拥有众多的先进应用,并能帮助三星等公司灵活应对不断变化的客户需求。

  IBM 将RS/6000更名为IBM eServer p系列。

  2001:

  IBM 新一代超机计算机“ASCI White”在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室投入使用,运算速度高达每秒12.3万亿次,主要用于模拟核爆炸试验。作为美国国家核安全管理局 (NNSA)提高战略运算能力计划(ASCI)的组成部分,该系统强大的运算能力可以在不到1分钟时间内处理地球上每个人发出的一次互联网操作请求。

  在经过5年潜心研发后,IBM推出世界上最强大的UNIX服务器—eServer p690(“Regatta”)。新系统基于先进的POWER4处理器,集成了多项主机技术。由多台p690服务器连接而成的超级计算机拥有1000多个 POWER4处理器,能够完成最为复杂的运算任务。

  索尼、东芝和IBM宣布合作,共同开发一种用于宽带设备的高级芯片架构,这款代号为“CELL”的芯片将采用业界最先进的芯片研发和制造技术。应用该产品的设备性能将超过IBM“深蓝”超级计算机,并能以更低的功耗实现超高速宽带上网。

  2002:

  IBM 推出64位PowerPC 970处理器, 这款高性能产品可应用于普通台式机、入门级服务器等多种环境中。64位的PowerPC 970芯片基于POWER4服务器架构,采用独特的单指令多数据流(SIMD)单元,拥有超强处理性能。此外,它还采用了“Elastic I/O”内部总线结构,这是业界最快的处理器总线之一。

  IBM 推出速度更快的POWER4+ 。截至2003年,POWER4+ 已经应用于全部pSeries产品线。

  IBM 推出32路eServer iSeries 890服务器,其处理性能为 i840的两倍,采用1.3 GHz POWER4 处理器,单个芯片上集成了1亿7400万个晶体管。

  IBM 推出嵌入式PowerPC 440GP 和PowerPC 440GX 处理器,主要运行嵌入式网络和存储应用。PowerPC 440GX拥有TCP/IP负载加速功能,在全部的5项EEMBC基准测试中得分均高于任何其它的“单芯片系统”处理器。

  2003:

  IBM 宣布一个有关32位嵌入式PowerPC 内核的公开授权计划。

  IBM和苹果公司联手推出世界上第一款64位台式机处理器—PowerPC G5,工作频率达2.0 GHz。苹果公司称新的Power Mac G5电脑是“世界上最快的个人电脑”。

  IBM 宣布推出划时代的“Blue Gene/L”原型机。这款超级计算机尺寸仅相当于30英寸彩电大小,它的问世将为科学界和IT业发展带来深远影响。最终版“Blue Gene/L”超级计算机将于2005年诞生,占地面积相当于半个网球场,总共包含65536个节点(PowerPC)和64个机架,预计其峰值速度将达到360 Tera Flops。

  IBM 宣布eServer pSeries 630将采用POWER4+ 处理器。等到eServer pSeriesp615发布后,POWER4+ 已经应用于全部pSeries产品线。

  IBM 推出首款采用64位PowerPC技术的刀片服务器BladeCenter JS20,扩大了客户的选择范围,提高投资回报率,实现快速经济的计算性能扩展。

  IBM 推出全新的PowerPC 750GX。与 PowerPC 750相比,新产品的二级缓存扩大了一倍,由原先的512KB变为1MB。

  2004:

  IBM宣布开发出一种制造低功耗、高性能微处理器的新方法,首次把绝缘硅(SOI)、应变硅和铜制程三种技术工艺结合在一起。64位PowerPC 970FX成为首款采用新技术生产的处理器产品,并在业内评选中荣获大奖。

  IBM 交付第4000台eServer p690服务器,该产品基于POWER 架构,是世界上最受欢迎的UNIX服务器。

  IBM发布“Power Everywhere”战略,围绕POWER架构开展一系列合作计划,并建立POWER技术创新社区。从全球最强大的企业系统、超级计算机到普通游戏机、嵌入式设备,POWER架构已经广泛应用于各类产品中。

  索尼公司宣布取得IBM Power处理器架构授权。索尼表示,POWER产品丰富的功能和低功耗、高性能的特点将使其成为客户设备的首选。

  IBM 推出业界首款基于Power 架构的刀片服务器—eServer BladeCenter JS20。

  IBM 在全球范围内建立Power架构中心,为客户设计POWER系统提供支持。

  IBM 推出一项创新的软件技术,帮助客户开发先进的Power 架构处理器,并对设计流程进行整合,以实现更快速、更经济的研发目标。

  IBM 正式发布新的eServer i5服务器,这是世界上第一台采用POWER5处理器的服务器产品。具有划时代意义的POWER5是IBM有史以来最强大的64位处理器。

  IBM推出基于POWER 5处理器的OpenPower 720服务器,相对于HP和Sun的入门级 UNIX和Linux 系统而言,这款Linux专用服务器有着明显的价格优势。

  IBM在其developerWorks 网站上(www.ibm.com/developerWorks) 开辟了Power架构技术专区,为众多基于POWER平台的芯片设计人员、验证工程师、嵌入式系统及软件研发人员提供丰富的技术资源。

  IBM 推出基于POWER 架构的TotalStorage DS6000 和 DS8000 存储系统。

  IBM 推出三款全新的POWER5服务器,树立起高端计算领域的新标准。其中,IBM eServer p5 595、eServer i5 595拥有强大的处理性能和虚拟能力,而32路的IBM eServer p5 590和eServer pSeries p690相比,速度高出45%,价格则降低45%。

  在网络设备市场上,Power架构服务器占据了三分之二的市场份额。

  自2004年4月以来,已有超过1400名研发人员加入了Power 架构团队。

  IBM“Blue Gene/L”超越日本NEC公司的地球模拟器,成为世界上速度最快的超级计算机。在Linpack基准测试中,IBM“Blue Gene/L”系统的性能达到360Tera Flops,刷新了地球模拟器在2002年创造的35.86Tflop的世界记录。

  在全球排名前10位的超级计算机中,共有5台采用了Power 架构,比第二位高出一倍。

  IBM 预发布新的高密度POWER5服务器系统—IBM eServer p5 575。该产品可以通过简单的集群方式组成高性能超级计算机,为未来超级计算机的发展指明了方向。

  IBM宣布,基于POWER5处理器、运行DB2通用数据库的IBM eServer服务器在TPC-C基准测试中突破了每分钟300万次的处理极限,创造了新的世界纪录。

  2005:

  10月,IBM发布System p5产品线,采用基于POWER5处理器的增强版——POWER5+处理器,并提供一系列更优化功能。产品一经推出,就打破15项计算领域的世界纪录。

  新的POWER5+处理器被称为“片上服务器”(server on a chip),它包括2个处理器,一个高带宽系统交换器,一个更大高速缓存和I/O界面。最新的POWER5+有1.5和1.9GHz两个主频选择,最大72MB板上高速缓存,支持逻辑分区技术,可使System p5为用户提供更强大性能,而占用面积更小。

  发布QCM技术,即四处理器内核模块。

  2006:

  2月,发布破多项记录的System p5中端产品,最大限度满足用户对产品不同定位的需求。截至本次发布,System p5产品所取得的世界记录已经达到70余项,其动力主要来自以全新2.2GHz POWER5+处理器为代表的POWER处理器,和显著提高计算密度的QCM(4内核处理器模块)处理器封装技术,后者可使产品在紧凑空间中成倍增加了计算能力。

  2007:

  5月,IBM发布了POWER6处理器,POWER6处理器一直领先同行,除性能远超过其它处理器外,崭新的设计及技术更是处理器市场的先锋,技术上领先其它对手2 - 3年。

  POWER6最新的技术包括:

  突破4GHz主频,最高可达5.0 GHz,续写摩尔定律

  •主频达5.0 GHz,现今处理器市场只有POWER6能超越4GHz主频

  •集成 >750M个晶体管,采用65纳米加工技术制造,与90纳米工艺相比,在一定的功率下,性能提高了30%

  首次内置十进制浮点加速器

  •POWER6是第一款在硬件上加入十进制浮点计算的微处理器,大幅度提高10进制浮点运算速度2~7倍

  •符合IEEE国际标准,支持C/C++,Java,COBOL等语言编译器

  缓存能力大大增加

  •二级缓存不再共享,现在POWER6的二级缓存为每CPU 4M,比POWER5大出4倍。

  扩充三级缓存:POWER6的三级缓存为32M,设计可支持16条通路,原POWER5为12条通路。

  极高带宽

  •在5GHz下,每个CPU都有300GB/s的带宽,POWER6的带宽比POWER5+系统增加了一倍。

  节能模式(Dynamic Power Saving)

  •POWER6新加入Advanced Clock Gating模式,使内核在静止状态时能减低耗电40%,所以能达到与POWER5耗能相当但性能大幅提升。

  2008:

  4月,IBM 整合了System i 和System p 为客户提供单独的统一服务器产品线Power Systems全新Power Systems服务器集成了业界领先的POWER6 处理器,并可在单一服务器系统上同时支持UNIX®、Linux® 和i 操作系统应用。

  操作系统也随之改名为IBM i,i5/OS成为IBM BladeCenter支持的操作系统。

  2009:

  4月,IBM发布了POWER6+处理器。该处理器由于采用了更为先进的工艺,其性能更好,能效也将更高,更符合当前节能减排的社会趋势。此外,为了配合目前社会变革的需要,POWER6+也强化了虚拟化方面的能力,帮助企业提高服务器的利用率和管理灵活性。

 

责任编辑:常疆 来源: 51CTO.com
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