第1頁：軟件與硬件方面的技術優(yōu)勢
一、從IBM處理器起源和應用來看Power技術優(yōu)勢
大家知道，IBM目前共擁有四條處理器產(chǎn)品線：POWER體系結構，PowerPC 系列的處理器，Star 系列以及 IBM 大型機上所采用的芯片。其中PowerPC 源自于 POWER 體系結構，在 1993 年首次引入。PowerPC 是 Apple、IBM 和摩托羅拉聯(lián)盟的產(chǎn)物，它基于 POWER 體系結構，但是與 POWER 又有很多的不同。
例如，PowerPC 是開放的，它既支持高端的內(nèi)存模型，也支持低端的內(nèi)存模型，而 POWER 芯片是高端的。最初的 PowerPC 設計也著重于浮點性能和多處理能力的研究。當然，它也包含了大部分 POWER 指令。很多應用程序都能在 PowerPC 上正常工作，這可能需要重新編譯以進行一些轉換。嵌入式的PowerPC處理器也在那個時代開始得到廣泛應用，不僅出現(xiàn)在激光打印機和汽車中，也出現(xiàn)在登陸火星的火星車上。
RS64 芯片首次于 1998 年面世，在 IBM 內(nèi)部稱之為 Star 系列，這是因為大部分代碼字節(jié)中都包含了單詞“star”或類似的單詞(其中一個比較出名的例外是最初的 RS64，其代號是“Apache”)。Star 系列芯片源自于對 PowerPC 體系結構的修改，同時還從 POWER 產(chǎn)品線中繼承了很多特點。從一開始起，這些芯片就只針對于一種應用進行優(yōu)化：商業(yè)應用。這種專用化使其在 UNIX 服務器領域幾乎在 10 年的時間中都牢居霸主地位。
RS64 系列將諸如分支預測、浮點處理以及硬件預取之類的問題留給其兄弟 POWER3 芯片來解決，自己則專注于整數(shù)運算性能和大型復雜的片上、片外緩存的處理。RS64 系列從面世以來就一直是 64 位的，2000 年在 RS64 IV 中引入了多線程的設計。
RS64 可以在一臺機器內(nèi)擴展到多達 24 個處理器，功耗則只需要每個處理器15 瓦即可，這一點與其兄弟 POWER 芯片有很大的區(qū)別。這些特性使 RS64 芯片非常適合一些系統(tǒng)，例如聯(lián)機事務處理(OLTP)、商業(yè)智能、企業(yè)資源計劃(ERP)以及其他一些大型的、功能強大的、具有多用戶和多任務而緩存命中率很低的系統(tǒng)，其中包括 Web 服務。RS64 芯片只裝備在 IBM 的 eServer iSeries(RS 系列)和 pSeries(AS 系列)服務器中。
因此在Power處理器的體系結構基礎上產(chǎn)生了PowerPC 系列和Star 系列的處理器，顯示出Power處理器的強大優(yōu)勢，說明Power應用無所不在。
二、雙核和64位處理器應用的先鋒
IBM Power處理器從1990年誕生為Power1，接著有Power2、Power3、Power4、Power5和即將發(fā)布的Power6產(chǎn)品。Power4、Power5等處理器基本上都是雙核。POWER4處理器芯片包含兩個微處理器核心、芯片和系統(tǒng)滲透功能，POWER4芯片是業(yè)界第一個雙內(nèi)核處理器，雖然現(xiàn)在幾乎所有處理器廠家都開始推出各自的雙內(nèi)核產(chǎn)品，但POWER4芯片有一個重大的不同。
IBM并不是由于單處理器性能提高遇到瓶頸而被動地設計和生產(chǎn)雙內(nèi)核處理器，而是在處理器設計的階段就將系統(tǒng)設計納入設計目標，雙內(nèi)核設計只是IBM公司實現(xiàn)高性能服務器系統(tǒng)的一個手段。每個POWER4處理器內(nèi)核的性能和服務器系統(tǒng)的整體性能都隨著處理器時鐘的提高而同步地得到提高，數(shù)年來一直保持了在業(yè)界的性能領先地位。這一成績充分證明了IBM在POWER4芯片上System On Chip設計策略的成功。
POWER4的每個處理器都有 2 個 64 位的 1GHz+ 的PowerPC 核心，這是第一個單板上具有多核心設計的服務器處理器，每個處理器都可以并行執(zhí)行 200 條指令。64位處理器相比原來的32處理器的處理速度快，集成了內(nèi)存控制器，執(zhí)行效率高，POWER4+(也稱為 POWER4-II)功能與之類似，但是主頻更高，功耗更低，而且在硬件上保持了32位和64位的雙向兼容，使軟件盡可能地避開故障。
三、開放和支持Linux系統(tǒng)
Power.org將開放標準引入了Power 架構技術，這將會像Java 技術和Linux 對軟件世界的影響那樣，大大加速硬件世界的改變。開放標準的出現(xiàn)為客戶帶來了更多的市場選擇，同時也降低了不同產(chǎn)品和技術整合的門檻。
Power 架構技術是當今業(yè)界擁有最廣泛和最多樣化市場的微處理器，它是所有三種下一代游戲機的數(shù)字心臟，也是世界上最高性能超級計算機的電子大腦。另外， Power 架構技術也是支持各種企業(yè)服務器、汽車系統(tǒng)(動力系統(tǒng)、高級安全系統(tǒng)和信息通信系統(tǒng))、無線和有線基礎架構以及企業(yè)路由和交換的領先平臺。
IBM推出 Power ISA v2.03 之后，半導體廠商可在自己的產(chǎn)品中實現(xiàn)比以前更多類別的功能。從未來的發(fā)展看，軟件和系統(tǒng)開發(fā)人員在為廣泛的市場和應用開發(fā)基于 Power 架構技術的產(chǎn)品和平臺時，可以獲得一個更加一致和兼容的框架。
Power.org 聯(lián)盟還發(fā)布第一個合作開發(fā)的開放平臺架構，該架構被稱為 Power 架構平臺參考規(guī)范(Power Architecture Platform. Reference specification， PAPR)。 PAPR為針對特定應用快速開發(fā)基于 Linux操作系統(tǒng)的標準 Power 架構平臺奠定了基礎。這一技術規(guī)范及相關的參考為 Power.org 成員及 Power 架構開發(fā)團體優(yōu)化商品化 Linux 版本和應用的開發(fā)提供了一個標準平臺。
用于 POWER 微處理器體系結構的 Linux 是 Linux 發(fā)展中的一個令人興奮的成就，并且指明了 Linux 以后的演化方向?，F(xiàn)在，用于POWER 的Linux 也為一個具有64 位RISC 體系結構的平臺帶來了便利。Linux 可以與AIX 或OS/400 在同一個POWER 系統(tǒng)上同時運行，帶來zSeries 用戶才可以享受到的同樣的雙重功能。
對軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)管理員來說，用于 POWER 的 Linux 意味著可以用類似的方法來在不同的平臺上進行軟件開發(fā)和系統(tǒng)管理，可能會使一個單一解決方案的應用領域擴展到全部計算平臺。通過使用 Linux，現(xiàn)在有可能開發(fā)一個可以從 xSeries 擴展到 POWER 再到 zSeries 系統(tǒng)的解決方案。
四、IBM Power處理器充分發(fā)揮半導體技術的優(yōu)勢
在最近 10 年中，IBM 在半導體領域實現(xiàn)了一個又一個的突破：銅技術，絕緣硅，硅鍺合金，應變硅和 low-k 絕緣體，這些新技術給它的服務器CPU發(fā)展奠定了扎實的基礎。IBM的Power結構體系為廣泛的處理器提供了技術基礎，包括IBM的高端服務器芯片，以及到為計算機，服務器，手持設備和網(wǎng)絡產(chǎn)品設計的PowerPC處理器。半導體業(yè)界一直有夢想能使用銅作為介質，這樣可以獲得比鋁好 40% 以上的電流傳輸效率。
但是直到最近制造流程才實現(xiàn)了這個目標。IBM 的研究人員使用鎢來生產(chǎn)基于銅的芯片，其速度比鋁快 25 倍到 30 倍。采用了這種技術，通常稱之為 CMOS XS (其中 X 是一個數(shù)字)，應用到IBM Power 3-II處理器上。low-k 絕緣體這種技術使用 SiLK 來防止銅線“串擾”，
硅鍺合金(SiGe)在二極管芯片制造中用來代替功耗更高的砷化鎵，SiGe 可以顯著地改善操作頻率、電流、噪音和電源容量。 絕緣硅(SoI)在硅表面之間放上很薄的一層絕緣體，可以防止晶體管的“電子效應”，這樣可以實現(xiàn)更高的性能和更低的功耗。這些先進技術在IBM Power4及以后的處理器已經(jīng)廣泛應用。
五、IBM Power處理器使用低功耗、高頻和并發(fā)多線程
Power處理器使用的應變硅這種技術對硅進行拉伸，從而加速電子在芯片內(nèi)的流動，不用進行小型化就可以提高性能和降低功耗。如果與絕緣硅技術一起使用，應變硅技術可以更大程度地提高性能并降低功耗。POWER5芯片比POWER4芯片多集成了約一億個晶體管，所以同樣時鐘頻率時POWER5芯片具有較大的功耗。
但IBM在POWER5種提供了最先進的功耗管理技術，打開動態(tài)功耗管理器時POWER5的功耗會下降到與POWER4相當?shù)某潭?。其先進性在于，其它功耗管理技術都是通過在處理器負荷不重時降低芯片頻率/電壓，從而降低處理器性能而實現(xiàn)的。Power5依然采用多核心高頻設計，設計卻全面依賴自動化工具和邏輯設計。
POWER5在性能提升方面是在在處理器內(nèi)核中加入了對并發(fā)多線程的支持，這是業(yè)界首個雙內(nèi)核雙線程的芯片。每個POWER5處理器支持兩個并發(fā)線程，顯著提高了處理器執(zhí)行單元的使用率。在操作系統(tǒng)和應用看來，一個“雙核心”、“雙線程”的POWER5芯片可以提供四個邏輯處理器，并且對應用程序毫無特殊要求。并發(fā)多線程技術的價值在于，它更充分地利用了POWER5內(nèi)核中的8個執(zhí)行單元，減少了閑置、提高了效率，用較少的代價提供了更高的性能。
六、“Power定律”和虛擬化發(fā)揮IBM Power處理器的最大優(yōu)勢
“Power是未來Unix世界的必然方向”這個所謂“定律”的含義時說，Power作為業(yè)界成熟穩(wěn)健的技術架構，在十余年的發(fā)展歷程中已歷經(jīng)5代重大升級，現(xiàn)在新的p5系統(tǒng)在系統(tǒng)效用、性能表現(xiàn)、靈活性和IT管理成本上的重大突破，成就了IBM在Unix領域的技術分水嶺，進一步拉大了IBM與競爭對手間的差距。
Power等式：IBM對Power的最新解釋是，Power是Performance(可靠)、Optimization(優(yōu)化)、Wisdom(智能)、Efficiency(高效)和Reliability(可靠)的縮寫。POWER架構處理器始終保持1-2年的領先性，現(xiàn)在的主流產(chǎn)品為POWER5，而回溯歷史上的POWER3、POWER4，無不是如期交付;展望未來的POWER6、POWER7，無不給用戶信心保證。作為一家技術領先的公司，IBM對于Power架構研發(fā)有著持續(xù)巨大的投入，僅2004年4月以來，已有超過1400余名研發(fā)人員加入了Power架構團隊。Power架構所采用的銅芯片、絕緣硅、多內(nèi)核和并發(fā)多線程技術領先使得IBM Power處理器發(fā)揮更大優(yōu)勢。
通過IBM AIX操作系統(tǒng)對POWER處理器實現(xiàn)虛擬化技術管理，采用這種虛擬化的技術可以提高資源的利用率，也就是說可以完全按照需求準確的分配資源;可以隨時部署新的操作系統(tǒng)的映像(邏輯分區(qū))，因為可以通過I/O的虛擬化和處理器的虛擬化實現(xiàn)這樣一個目標;通過虛擬化可以提高響應能力，比如在10毫秒甚至更快的速度內(nèi)，就可以針對新的操作系統(tǒng)的映像規(guī)劃資源。
這樣就可以讓用戶及時的滿足預期的需求或者是超過預期的一些峰值的需求。使用虛擬化帶來的好處，用戶可以從IT的投資當中獲得收益的最大化。
作為用戶他們需要了解產(chǎn)品可以滿足他們怎樣的發(fā)展需求，作為技術人員他們需要對產(chǎn)品的特點及新技術有一個初步的了解，作為廠商他們需要讓更多用戶去了解并使用他們的產(chǎn)品。作為媒體則是一個廠商與用戶之間的橋梁?；仡橮ower架構的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了風雨27載，而從第一顆Power處理器的誕生到現(xiàn)在也已經(jīng)過了18年。
第2頁：制造工藝優(yōu)勢與未來展望
1.銅芯片（Copper），1997年9月――出于很多技術原因，大多數(shù)人認為在芯片中取代鋁線布線基本不可能。但IBM的工作小組克服了這些技術問題，很快地將銅線投入到生產(chǎn)中，其結果使芯片性能立刻得到提高?，F(xiàn)在，IBM的開創(chuàng)性技術仍然是行業(yè)的標準。
2.絕緣硅（SOI），1998年8月――絕緣硅（Silicon on Insulator）技術通過在現(xiàn)代芯片上絕緣隔離數(shù)以百萬計的晶體管，從而實現(xiàn)了功耗的降低和性能的提高。在IBM開發(fā)出這項技術前，半導體行業(yè)對絕緣硅技術的研究已經(jīng)進行了15年。
3.應變硅（Strained Silicon），2001年6月――該項技術可以拉伸芯片內(nèi)的材料，降低阻抗和加快電子流過晶體管的速度，從而提高性能和降低功耗。
4.雙內(nèi)核微處理器（Dual-Core Microprocessors），2001年10月――全球第一個雙內(nèi)核微處理器POWER4作為Regatta的一部分發(fā)布，Regatta是一款System p服務器，是當時世界上功能最強大的服務器。自此兩年多以后――對于技術行業(yè)這是一個漫長的時間，我們的第一個競爭對手才將雙內(nèi)核芯片投放市場。
5.浸沒式光刻（Immersion Lithography ），2004年12月――IBM宣布在全球首次采用這項新的制造技術，即可以使芯片尺寸可以做得更小的技術，來生產(chǎn)商用微處理器。
6.冷凍硅鍺芯片（Frozen SiGe Chip），2006年6月――上世紀90年代，IBM首次采用硅鍺（SiGe）取代了更加昂貴和不穩(wěn)定的材料，制造出了尺寸更小、速度更快和成本更低的芯片，這使IBM開始向經(jīng)營無線產(chǎn)品，如移動電話和路由器的公司銷售芯片。去年，IBM通過與NASA提供支持的Georgia科技公司合作，又突破了硅鍺技術的限制，向全球展示了第一款能夠在500GHz頻率以上工作的硅基芯片――通過將芯片冷凍到接近絕對零度來實現(xiàn)。
7.高電介質（High-k），2007年1月――IBM宣布推出一種解決方案來解決業(yè)界最頭痛的問題之一，即晶體管電流泄漏問題。通過采用新的材料，IBM將制造出具有“高電介質金屬門（High-k metal gates）”的芯片，從而使產(chǎn)品的性能更好、尺寸更小、能源效率更高。
8.嵌入式動態(tài)隨機訪問存儲器（eDRAM），2007年2月――通過在微處理器芯片上采用創(chuàng)新的新型快速動態(tài)隨機訪問存儲器（DRAM）取代靜態(tài)存儲器（SRAM），IBM能夠實現(xiàn)三倍以上容量的嵌入式內(nèi)存，并使性能得到極大提高。
9.三維芯片堆疊（3-D Chip Stacking），2007年4月――IBM宣布采用“穿透硅通道（through-silicon vias）”技術制造三維芯片，穿透硅通道使半導體可以垂直疊放，而原來只能接近水平依次排放，這樣就可以將關鍵線路路徑的長度縮短最高達1000倍。
10.Airgap，2007年5月――使用“自組裝”納米技術，IBM在Power架構的微處理器內(nèi)數(shù)英里長的線路之間創(chuàng)造出一種真空狀態(tài)，這樣就減少了不必要的電容，提高了性能和能源效率。小熊在線www.beareyes.com.cn
在2004年5月IBM公司推出了最新研發(fā)的POWER 5處理器，它是一款新一代的64位微處理器，適用于64位計算系統(tǒng)，同時還向下兼容32位系統(tǒng)。它除了在性能方面得到明顯提高外，在可擴展性、靈活性和可靠性方面也有所加強。POWER5芯片具有27,600萬個晶體管，比最初的POWER4芯片（具有17,400萬個晶體管）多10,000萬個。芯片面積為389平方毫米，包括2313個信號I/O和3057個電源I/O。
基于Power 4及Power 4+的設計，POWER 5增加了并發(fā)多線程能力（SMT），可以將一個處理器轉變?yōu)閮蓚€處理器，從而允許一個芯片同時運行兩個應用，由此大大降低了完成一項任務所需要的時間。一個POWER5系統(tǒng)最終將支持多達64個處理器，這樣從軟件運行角度來看，就好像是128個處理器在工作。
POWER5的設計是IBM系統(tǒng)設計師、芯片架構設計師、軟件工程師和技術人員緊密協(xié)作的成果。對于功耗而言，POWER5在不影響性能的前提下使用動態(tài)電源管理來顯著降低最大功耗。功耗由兩部分組成：交換功耗和泄漏功耗，這兩項功耗在POWER5中均得到了認真的調整，從而保證了在新的芯片中功耗降為最低。POWER5微處理器將采用130納米結點CMOS工藝制造，同時采用絕緣硅器件和銅線布線技術。
就芯片技術而言，Power 5將達到大型機的95%或97%。而且，Power 5幾乎能夠檢測和恢復系統(tǒng)所有錯誤，其性能估計可達到前一代產(chǎn)品--Power 4的4倍。另外，Power 5還提供了IBM的Fast Path新技術，即在出現(xiàn)問題時，一個微處理器可快速接管問題微處理器所運行的軟件任務和其控制的網(wǎng)絡、硬盤等硬件設備。小熊在線www.beareyes.com.cn
來源：服務器在線
IBM POWER 6處理器緣何背道而馳
編者按：于5月24日正式發(fā)布的IBM POWER 6處理器給人們帶來了許多“意料之外”，如它與業(yè)界趨勢背道而馳，注重提升主頻而非增加內(nèi)核；又如它性能比前一代產(chǎn)品提升一倍但功耗卻與后者持平；再如它一反常規(guī)，率先被用于IBM p系列服務器而非i系列……這些變化到底因何所致，本文將做詳細分析。
CNET科技資訊網(wǎng)6月5日
北京報道 就在越來越多的廠商熱衷內(nèi)核數(shù)量競賽，推崇多核的時候，IBM卻在剛剛推出的POWER 6處理器上延續(xù)了雙核設計；就在人們已經(jīng)不再“熱捧”高主頻，因為它會讓處理器散熱困難、功耗過高時，IBM卻推出業(yè)界最快的處理器——POWER 6，主頻達到4.7GHz，并且在功耗上與上一代產(chǎn)品持平。POWER 6這些“背道而馳”的做法，帶給業(yè)界的是一片嘩然，帶給用戶的是更多的期許，而帶給IBM自己的，不知道是“籌碼”，還是“風險”。
為何提速度不增內(nèi)核
其實了解IBM的人都知道，它的處理器多核化步伐比競爭對手走得都要快，早在2001年第二季度，它就推出了世界上第一款雙核處理器——POWER 4。但是為什么在業(yè)界普遍推崇多核的今天，IBM卻駐足雙核，逆勢而為呢？
據(jù)IBM POWER系統(tǒng)項目管理副總裁Erich K. Baier介紹，伴隨芯片主頻的提升，散熱問題會變得越來越嚴重，一方面這將消耗更多的電能，另一方面，散熱問題也會限制芯片的制造材質。由此推斷，在IBM看來，別的競爭對手之所以主攻多核，是因為他們已經(jīng)無法再繼續(xù)提高單一處理器的主頻了。
但IBM推出的POWER 6，一方面在功耗控制方面采用了獨特的技術，另一方面在制造環(huán)節(jié)上采用了65納米絕緣硅（SOI）及10層金屬互連工藝，這兩方面因素讓IBM在提高單一處理器主頻時能夠做到無后顧之憂，使得POWER 6的主頻能夠達到目前業(yè)界的最快——4.7GHz，而與上一代POWER處理器相比，POWER 6卻在功耗不變的情況下，將性能提升了1倍。
IBM System i系列全球首席科學家Frank G.Soltis博士也告訴記者，其實IBM處理器技術的獨到之處不在于內(nèi)核的數(shù)量而在于帶寬，此次POWER 6的帶寬就達到了300GB/s，可以在大約60秒內(nèi)下載整個iTunes目錄。Erich還表示：“很多競爭對手都把主要精力放在如何提升處理器的性能上，卻忽略了整個服務器系統(tǒng)向處理器傳遞數(shù)據(jù)的能力，這樣很難發(fā)揮處理器的速度優(yōu)勢。”
這讓記者聯(lián)想到了英特爾的酷睿架構處理器，這款處理器雖然性能強勁，但是由于帶寬不足，目前只能發(fā)揮約70%的性能，而明年英特爾在新一代Nehalem架構處理器平臺上，將導入點到點的串行高帶寬直連總線以取代現(xiàn)有的并行前端總線，以充分釋放其性能潛力。
雖然POWER 6延續(xù)了雙核的設計，但這并不表示IBM對多核不積極，據(jù)介紹，IBM與東芝、索尼共同開發(fā)的Cell處理器就是目前最受業(yè)界矚目的一款多核、而且是異構多核處理器，它已經(jīng)在包括索尼PS3游戲機、IBM刀片服務器在內(nèi)的多種產(chǎn)品上得到成功應用。
擎起性能的“殺手锏”
據(jù)Frank博士介紹，POWER 6處理器在實驗室的主頻已達到6－7GHz，IBM只是根據(jù)市場應用情況，目前率先推出4.7GHz主頻的型號而已，這一頻率已是POWER 5主頻2.2GHz的2倍多。
對于POWER 6為何能在性能上達到上一代產(chǎn)品2倍的問題，F(xiàn)rank博士表示，IBM在這款處理器中采用了一種可提高芯片性能的新方法，它主要是通過在保持指令隊列階段（在一個時鐘周期內(nèi)必須完成大量的操作）的數(shù)目不變的情況下使得每個階段更快速，同時去除不必要的工作，并盡可能多的進行并行操作，這樣，執(zhí)行時間就能削減一半。
記者在上文中提到的POWER 6在總線帶寬上的優(yōu)勢，也是其性能獲得提升的一個保證。為了與300GB/s的帶寬保持同步，POWER 6還配備了高達8MB的二級緩存。據(jù)了解，POWER 6還添加了能夠加速許多多媒體計算任務的全新指令集，可通過對多個數(shù)據(jù)元素執(zhí)行同一條指令，來提高運行多媒體和高性能計算任務時的數(shù)據(jù)處理效率。
除了這些新添的特性外，POWER 6高性能表現(xiàn)的基礎還是在于它雙核+單核同時雙線程的設計，這實際上符合了未來處理器融合CMP（芯片多線程）和SMT（同時多線程）技術的設計思想。
談到這一設計思想，就不能不提Sun公司的UltraSPARC T1處理器，它采用的CMT（芯片多線程）技術實際上也是CMP+SMT的產(chǎn)物，不過該處理器可集成8個內(nèi)核，每個內(nèi)核同時擁有4線程處理能力，這使得它擁有最高達32個線程的并行處理能力。
對于競爭對手對更多線程處理能力的追求，IBM有不同看法，F(xiàn)rank博士稱，多線程技術雖可提高同一時間內(nèi)并行處理任務的效率和能力，但是卻需要軟件開發(fā)商提供相關軟件的支持。以IBM AS400來說，早在1995年就實現(xiàn)了雙線程，但是IBM當時在改造支持雙線程的系統(tǒng)軟件上花了很多功夫。
由此看來，目前多線程技術的推出可能容易，但是軟件廠商、客戶自行開發(fā)相關應用卻很難，在Frank博士看來，這可能需要5－10年。而與此相反，目前很多企業(yè)的應用卻還非常需要單線程技術。
值得一提的是，為了滿足部分高端用戶對更高性能的需求，IBM還將推出封裝4顆POWER 6處理器芯片及大容量三級緩存的MCM（多處理器模塊）作為POWER 6的高端型號。
如何做到功耗不變
Frank博士告訴記者，芯片性能和功耗一直是成正比關系的，而POWER 6在時鐘頻率增加1倍的情況下，能夠做到功耗不變，秘訣在何處呢？
我們發(fā)現(xiàn)，POWER 6將那些不支持低電壓工作的電路隔離到自己的供電線路上，這樣就降低了芯片其余部分的功耗；另外，POWER 6上的電壓/頻率是可調的，這一功能通過一個控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，而電壓/頻率究竟應該是多少的決策權在用戶手中，他們可以決定系統(tǒng)需要耗費多少電能。
此外，POWER 6還采用其他一些技術來節(jié)省電力，比如在沒有工作負載時，處理器時鐘可以動態(tài)關閉，而需要執(zhí)行指令時可立即開啟，當檢測到服務器溫度過高時，POWER 6芯片可降低指令執(zhí)行的速度，以保證其在用戶定義的可接受范圍內(nèi)工作。
這一優(yōu)勢還能讓IBM刀片服務器受益。據(jù)記者了解，在以往IBM的刀片服務器產(chǎn)品上，是不能采用POWER 5或者POWER 5+處理器的，因為它們的功耗過高，正因為如此，IBM的刀片服務器才會擁有自己的特殊處理器——POWER PC。
而今，由于POWER 6的設計使它在低電壓下也能運行，并且可以控制功耗，如此一來，POWER 6除了可用于IBM的System i和p系列服務器，還可用在它的刀片服務器產(chǎn)品線上。
p570創(chuàng)25項基準測試紀錄
POWER 6處理器的性能究竟如何，我們可以從IBM率先采用POWER 6的服務器產(chǎn)品——System p570身上找到答案。
System p570囊括了四大UNIX基準測試速度記錄。這四項性能基準測試包括：SPECint2006——衡量業(yè)務應用中常用的整數(shù)計算吞吐量，p570是市場上相關產(chǎn)品最好性能的2.3倍；SPECfp2006——衡量科學應用所需要的浮點計算吞吐量，p570是市場上相關產(chǎn)品最好性能的2.3倍；SPECjbb2005——衡量每秒業(yè)務運行的Java性能，p570是市場上相關產(chǎn)品最好性能的2倍；TPC-C——衡量交易處理能力。據(jù)了解，System p570在一系列業(yè)務和技術應用性能基準測試中擁有25項記錄。
就p570的實際應用表現(xiàn)來說，由于POWER 6是業(yè)
界首款在硬件上支持十進制浮點運算的處理器，而此前涉及十進制和浮點十進制的計算都是由軟件完成，p570通過POWER 6獲得的內(nèi)置十進制浮點運算能力帶來的最大好處，就在于讓企業(yè)運行比較復雜的稅收、金融和ERP程序時可以獲得更高的效率。
p570的另一大優(yōu)勢，就是為客戶提供了在保持連續(xù)可用性的條件下，將正在運行的虛擬機從一臺實際UNIX服務器遷移到另外一臺服務器上的能力。憑借POWER 6的實時分區(qū)遷移功能（Live Partition Mobility），該項技術（目前正處于測試階段，計劃于今年底正式推出）將使客戶能夠在不中斷操作的情況下遷移運行中的虛擬分區(qū)，而其他競爭產(chǎn)品則需要對UNIX系統(tǒng)和軟件堆棧進行中斷性重啟。
IBM的擴張“陰謀”
借助POWER 6，IBM打算使用組合拳進攻對手，很多看似無意的舉措背后，早就有著深思熟慮。
在POWER 6的發(fā)布會上，與POWER 6同時出現(xiàn)的是p570服務器，可謂賺盡風頭。而在以往，POWER芯片都會在IBM的i系列產(chǎn)品上率先推出，正因為如此，i系列一直給用戶一種技術領先的感覺。那么為什么這次POWER 6卻把i系列放在后面，轉而優(yōu)先照顧p系列呢？
當記者把這個問題拋給IBM System i系列服務器亞太區(qū)總經(jīng)理韓忠恒時，他表示，因為p系列更需要POWER 6。i系列產(chǎn)品需要的不是性能多么強的處理器，而是更好的應用，i系列的用戶看重的是產(chǎn)品的解決方案，而并不關注是否用了POWER 6。
在記者看來，IBM優(yōu)先選擇p570，還在于p系列定位在主流的行業(yè)市場段上，而p570則在p系列服務器中占據(jù)著最大的市場份額和營業(yè)額，更加重要的是，IBM的競爭對手在這一市場段同樣擁有較高的市場份額，選擇在p570上采用POWER 6，也是在向競爭對手宣戰(zhàn)。而且，銷售情況一直較好的、采用POWER 5+的p570也不會因為POWER 6的到來而消失，兩類產(chǎn)品將在市場上并行前進，以雙拳攻擊對手。
多數(shù)業(yè)內(nèi)人士一直都不懷疑IBM有能力鞏固現(xiàn)有的用戶，但他們對IBM去爭取新的用戶轉向IBM平臺則缺乏足夠的信心，畢竟在Unix陣營，IBM的競爭對手還有Sun與富士通主導的SPARC陣營，以及英特爾、惠普、SGI、NEC等廠商組成的安騰陣營。
對此，Erich表示，針對競爭對手，IBM已推出了用戶遷移計劃，打算通過遷移工廠（Migration Factory）和大集中工廠（Consolidation Factory）來幫助用戶從現(xiàn)有平臺遷移到IBM平臺上，據(jù)他介紹，去年IBM的遷移工廠已經(jīng)遷移了430個客戶，其中超過80%是從惠普、Sun的平臺上遷移過來的。
而最讓人震驚的是，IBM除希望通過遷移計劃把競爭對手的用戶“搶”過來外，它還在推進另一個計劃。據(jù)Frank博士透露，IBM希望開發(fā)一個能夠兼容不同處理器的插槽，有了這樣一個標準化的插槽，處理器類型的差別將完全變得微不足道，不過英特爾已經(jīng)對這一計劃說“不”。Frank博士稱，IBM這一計劃現(xiàn)在已經(jīng)得到了AMD的支持，他認為這將對POWER 7的設計思路帶來影響。
競爭對手從容面對
對于POWER 6的發(fā)布，它的競爭對手們并沒有給予任何激烈的回應，如果說POWER 6能給他們帶來什么意外的話，那就是這款處理器的發(fā)布時間要比他們預期的時間晚了許多。
作為IBM在RISC+UNIX服務器市場上目前最主要的競爭對手，Sun在IBM發(fā)布POWER 6的同一周也在中國推出了它與富士通合作研發(fā)、采用UltraSPARC T1及富士通SPARC 64-VI處理器的SPARC Enterprise系列服務器新品，創(chuàng)下了SPARC服務器系統(tǒng)的性能新高，而且其中還有數(shù)款機型融入了可與大型機比肩的RAS (可靠性、可用性和可服務性)特性。談及POWER 6時，SUN方面僅表示，從技術上來說，每家廠商都有一些自己獨有的優(yōu)勢，關鍵是看這些優(yōu)勢在哪個領域能發(fā)揮得更好。
據(jù)記者了解，面對POWER 6的攻勢，SUN用來應戰(zhàn)的武器應是面向高端市場、借助CMT技術可實現(xiàn)32線程并行處理的ROCK處理器，該處理器目前已進入Tapeout (完成設計交付制造) 階段，將于2008年上市。
POWER 6必須面對的另一個競爭對手，就是英特爾的安騰。對于POWER 6，英特爾方面未做任何評論。不過，在記者日前參加英特爾服務器處理器信息溝通會時，英特爾向記者展示了市場調研機構IDC對安騰服務器的市場追蹤數(shù)據(jù)。IDC的數(shù)據(jù)稱去年安騰服務器系統(tǒng)在全球的銷售收入同比增長了70.5%，而且在中國市場上，安騰服務器銷售收入的增長速度也遠遠超過了基于POWER處理器的服務器。
英特爾給安騰的市場定位是要爭奪高端UNIX服務器市場，為了達到這一目標，安騰處理器保持了非常高的產(chǎn)品更新速度，根據(jù)英特爾的產(chǎn)品路線圖，它從今年起至2011年，幾乎每兩年就會推出一代新品，而且，計劃在2008-2009年推出的代號為Tukwila的安騰處理器中將開始導入點到點高速串行總線，以解決處理器平臺數(shù)據(jù)帶寬不足的問題，此外，英特爾還計劃在此期間與合作伙伴攜手將安騰系統(tǒng)的可靠性提升到接近大型機的99.99999%，并將其性能再提升6倍左右。
不可忽視的用戶慣性
在記者看來，IBM要想成功讓更多用戶從競爭對手的平臺遷移到自己的平臺上，面臨的挑戰(zhàn)還不僅僅是這些競爭對手新產(chǎn)品的狙擊，如何克服用戶的慣性也是關鍵所在。
就像用慣了POWER服務器+AIX操作系統(tǒng)產(chǎn)品組合的用戶很難接受X86服務器+Windows/Linux這一組合一樣，如果讓習慣使用后一種組合的用戶遷移到前一種組合上去，難度也非常大，這就是用戶的慣性。
要讓用戶克服這種慣性，僅僅幫助他們遷移了硬件平臺和應用還遠遠不夠，相關人員的培訓、技術支持和服務也必須做到位。英特爾在推
廣安騰時曾經(jīng)與這種慣性進行了數(shù)年的較量，如今換成IBM，也同樣不可能一蹴而就。
如果IBM希望達到爭奪更多新用戶的目標，僅僅秀出POWER 6及其服務器系統(tǒng)的性能指標還是不夠的，它還需要在推進技術的開放性和拓展合作伙伴方面多下功夫。
文/張曉楠 袁超
POWER 大事記
POWER 架構發(fā)展史
1980 1990 1991 1993 1994 19951996 1997 1998 1999 2000 20012002 2003 2004 2005 20061980
IBM 發(fā)布了第一臺基于 RISC（精簡指令集計算機）架構的原型機。早在上世紀 70年代初，基于 IBM 科學家 John Cocke 的發(fā)明，RISC 的理念大大簡化了計算機操作指令，加快系統(tǒng)運行速度，使得計算機性能得到大幅度提升。如今，RISC 架構已經(jīng)廣泛應用于眾多工作站和 UNIX 服務器系統(tǒng)中，并被看作是未來主流的計算架構。
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IBM 推出基于 RISC 系統(tǒng)、運行 AIX V3 的新產(chǎn)品線 RS/6000（現(xiàn)在稱為 IBM eServer p 系列）。該系統(tǒng)架構后來被稱為 POWER（POWER1），意為增強 RISC 性能優(yōu)化（Performance Optimization With Enhanced RISC）架構。
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IBM 和蘋果、摩托羅拉公司達成一系列合作協(xié)議，內(nèi)容包括：推出支持蘋果 Macintosh 個人電腦與 IBM 網(wǎng)絡相連的全新產(chǎn)品；推出面向 PC 機和低成本工作站的 RISC 架構 PowerPC 處理器；形成一個開放的系統(tǒng)環(huán)境，保證 IBM AIX 和蘋果 Macintosh 軟件程序在兩家公司設計的 RISC 系統(tǒng)中都能運行。此外，開放的系統(tǒng)環(huán)境包括其他一些技術協(xié)議。
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IBM 推出可升級的 POWER 并行系統(tǒng)，這是第一款采用 RS/6000 技術，基于微處理器的超級計算機。在該系統(tǒng)中，IBM 首次應用多處理器技術，可將復雜密集的任務進行分解，大大加快了計算機的運算速度，開創(chuàng)了業(yè)界先河。
IBM 和摩托羅拉公司推出 PowerPC 601 處理器，該處理器是與蘋果共同開發(fā)的。PowerPC 上集成 280 多萬個晶體管，主頻為 50 MHz。
IBM 發(fā)布了 66 MHz 的 POWER2 處理器，首先應用于 RS/6000 系統(tǒng)。
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IBM 推出可升級的 POWER 并行系統(tǒng) 2 (Scalable POWERparallel，SP2)。美國康乃爾理論研究中心配備了 SP2 超級計算機，運行速度高達 1360億次/秒。歐洲粒子物理學實驗室（CERN）采用一款64節(jié)點、運行 AIX 系統(tǒng)的 IBM SP2，速度位于歐洲前列。
IBM 成功研發(fā)出新一代 PowerPC 604 處理器，其強大的處理性能在批量生產(chǎn)的處理器產(chǎn)品中處于領先地位。IBM 技術人員還推出了業(yè)內(nèi)最快的“無損”數(shù)據(jù)壓縮芯片，每秒鐘能處理 40 MB 數(shù)據(jù)。7 月，IBM 交付第一百萬個 PowerPC 601 處理器。
IBM 發(fā)布首個基于 Power 架構的嵌入式控制器 PowerPC 403GA。
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PowerPC64 位 RISC 處理器開始應用于 IBM AS/400 操作系統(tǒng)中。
8 月，蘋果公司推出首款基于 Power 架構的筆記本電腦 PowerBook 500，它采用 IBM 的 PowerPC 603e 處理器 。
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IBM 推出全新的 32 位 POWER2 超級芯片（P2SC），主頻達 135 MHz ，首先應用于 RS/6000 系統(tǒng)?；?POWER2 架構的 P2SC 采用了高密度 CMOS 技術，單個芯片上集成 1500 萬個晶體管。
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IBM“深藍”超級計算機在經(jīng)過多局較量后，擊敗了國際象棋冠軍 Garry Kasparov。“深藍”是一款 32 節(jié)點的 IBM RS/6000 SP 計算機，處理器采用 32 位 P2SC，運行 AIX 操作系統(tǒng)。在比賽期間，“深藍”的平均運算速度為每秒 1 億 2600 萬步。目前，這臺超級計算機被安放在美國華盛頓特區(qū)的史密森國家博物館內(nèi)。 IBM 為美國國家宇航局提供一款 32 位的 PowerPC 微處理器，其運算速度可達每秒 3500 萬次，主要用于火星探測計劃。經(jīng)過洛克希德馬丁實驗室改造后，最終形成可抗輻射的 RAD 6000 芯片，植入火星登陸車 Sojourner Rover 內(nèi)部的計算機系統(tǒng)中。
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由 IBM 和美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室共同研發(fā)的“藍色太平洋”超級計算機問世。這臺計算機采用 PowerPC 604 處理器，主頻高達 332 MHz，系統(tǒng)包含 176 個節(jié)點，最高運算速度為每秒 3.9 萬億次（比一般臺式電腦快 1.5 萬倍），存儲容量超過 2.6 TB （是普通 PC 機的 8 萬倍）?！八{色太平洋”一秒鐘內(nèi)的計算量相當于一個人使用計算器連續(xù)計算 6 萬 3 千年的總和。
IBM 推出世界上第一組基于銅的微處理器 PowerPC 740/750，工作頻率為 400 MHz。由于使用了銅芯片技術，處理性能提高了近 1/3。
全新 64 位 POWER3 處理器將 POWER2 架構(P2SC) 與 PowerPC 架構相結合，并對技術應用進行了優(yōu)化。POWER3 的最高運算速度可達每秒 200 萬次，比“深藍”所采用的 POWER2 超級芯片快出一倍多。
IBM 公布了首個基于 Power 的嵌入式系統(tǒng)芯片（SoC）內(nèi)核。不久之后，PowerPC 405 內(nèi)核也將同其他 IP 相結合，形成嵌入式 SoC 微處理器和基于 Power 的特定應用集成電路（ASIC）解決方案。
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IBM 研究院投資 1 億美金開發(fā)一種新型的 Power 架構超級計算機。這種名為“藍色基因”的計算機峰值速度超過 1 Peta FLOP，比當時最快的超級計算機高出 500 倍。它將被用來模擬復雜蛋白質的折疊。
自正式推出銅芯片一年后，IBM 交付了第一百萬個銅技術 PowerPC 芯片。
6 月，IBM 發(fā)布了第一個基于 405 內(nèi)核的系統(tǒng)芯片 PowerPC 405GP。下半年，IBM 即推出了再下一代嵌入式 PowerPC 內(nèi)核。
IBM 與任天堂公司共同宣布了一項價值 10 億美元的技術協(xié)議，IBM 將為任天堂的下一代家庭游戲機 GAMECUBE 提供增強版 PowerPC 芯片。新產(chǎn)品性能將超出任何其他家庭游戲系統(tǒng)，為玩家呈現(xiàn)更佳的圖像效果和更逼真的動作畫面。
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IBM 宣布將高速 PowerPC 處理器與電視機頂盒（STB）組件一起整合到一個“單芯片系統(tǒng)”上，從而在系統(tǒng)性能、價格和設計等方面為機頂盒廠商帶來競爭優(yōu)勢。該單芯片系統(tǒng)擁有眾多的先進應用，并能幫助三星等公司靈活應對不斷變化的客戶需求。
IBM 將 RS/6000 更名為 IBM eServer p 系列。
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IBM 新一代超機計算機“ASCI White”在美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室投入使用，運算速度高達每秒 12.3 萬億次，主要用于模擬核爆炸試驗。作為美國國家核安全管理局 (NNSA)提高戰(zhàn)略運算能力計劃(ASCI)的組成部分，該系統(tǒng)強大的運算能力可以在不到 1 分鐘時間內(nèi)處理地球上每個人發(fā)出的一次互聯(lián)網(wǎng)操作請求。
在經(jīng)過 5 年潛心研發(fā)后，IBM 推出世界上最強大的 UNIX 服務器— eServer p690（“Regatta”）。新系統(tǒng)基于先進的 POWER 4 處理器，集成了多項主機技術。由多臺 p690 服務器連接而成的超級計算機擁有 1000 多個 POWER 4 處理器，能夠完成最為復雜的運算任務。
索尼、東芝和 IBM 宣布合作，共同開發(fā)一種用于寬帶設備的高級芯片架構，這款代號為“CELL”的芯片將采用業(yè)界最先進的芯片研發(fā)和制造技術。應用該產(chǎn)品的設備性能將超過 IBM“深藍”超級計算機，并能以更低的功耗實現(xiàn)超高速寬帶上網(wǎng)。
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IBM 推出 64 位 PowerPC 970 處理器, 這款高性能產(chǎn)品可應用于普通臺式機、入門級服務器等多種環(huán)境中。64 位的 PowerPC 970 芯片基于 POWER 4 服務器架構，采用獨特的單指令多數(shù)據(jù)流（SIMD）單元，擁有超強處理性能。此外，它還采用了“Elastic I/O”內(nèi)部總線結構，這是業(yè)界最快的處理器總線之一。
IBM 推出速度更快的 POWER4+ 。截至 2003 年，POWER4+ 已經(jīng)應用于全部 pSeries 產(chǎn)品線。
IBM 推出 32 路 eServer iSeries 890 服務器，其處理性能為 i840 的兩倍，采用 1.3 GHz POWER 4 處理器，單個芯片上集成了 1 億 7400 萬個晶體管。
IBM 推出嵌入式 PowerPC 440GP 和 PowerPC 440GX 處理器，主要運行嵌入式網(wǎng)絡和存儲應用。PowerPC 440GX 擁有 TCP/IP 負載加速功能，在全部的 5 項 EEMBC 基準測試中得分均高于任何其它的“單芯片系統(tǒng)”處理器。
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IBM 宣布一個有關 32 位嵌入式 PowerPC 內(nèi)核的公開授權計劃。
IBM 和蘋果公司聯(lián)手推出世界上第一款 64 位臺式機處理器—PowerPC G5，工作頻率達 2.0 GHz。蘋果公司稱新的 Power Mac G5 電腦是“世界上最快的個人電腦”。
IBM 宣布推出劃時代的“Blue Gene/L”原型機。這款超級計算機尺寸僅相當于 30 英寸彩電大小，它的問世將為科學界和 IT 業(yè)發(fā)展帶來深遠影響。最終版“Blue Gene/L”超級計算機將于 2005 年誕生，占地面積相當于半個網(wǎng)球場，總共包含 65536 個節(jié)點（PowerPC）和 64 個機架，預計其峰值速度將達到360Tera Flops。
IBM 宣布 eServer pSeries 630 將采用 POWER4+ 處理器。等到 eServer pSeriesp615 發(fā)布后，POWER4+ 已經(jīng)應用于全部 pSeries 產(chǎn)品線。
IBM 推出首款采用 64 位 PowerPC 技術的刀片服務器 BladeCenter JS20，擴大了客戶的選擇范圍，提高投資回報率，實現(xiàn)快速經(jīng)濟的計算性能擴展。
IBM 推出全新的 PowerPC 750GX。與 PowerPC 750 相比，新產(chǎn)品的二級緩存擴大了一倍，由原先的 512KB 變?yōu)?1MB。
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IBM 宣布開發(fā)出一種制造低功耗、高性能微處理器的新方法，首次把絕緣硅（SOI）、應變硅和銅制程三種技術工藝結合在一起。64 位 PowerPC 970FX 成為首款采用新技術生產(chǎn)的處理器產(chǎn)品，并在業(yè)內(nèi)評選中榮獲大獎。
IBM 交付第 4000 臺 eServer p690 服務器，該產(chǎn)品基于 POWER 架構，是世界上最受歡迎的 UNIX 服務器。
IBM 發(fā)布“Power Everywhere”戰(zhàn)略，圍繞 POWER 架構開展一系列合作計劃，并建立 POWER 技術創(chuàng)新社區(qū)。從全球最強大的企業(yè)系統(tǒng)、超級計算機到普通游戲機、嵌入式設備，POWER 架構已經(jīng)廣泛應用于各類產(chǎn)品中。
索尼公司宣布取得 IBM Power 處理器架構授權。索尼表示，POWER 產(chǎn)品豐富的功能和低功耗、高性能的特點將使其成為客戶設備的首選。
IBM 推出業(yè)界首款基于 Power 架構的刀片服務器—eServer BladeCenter JS20。
IBM 在全球范圍內(nèi)建立 Power 架構中心，為客戶設計 POWER 系統(tǒng)提供支持。
IBM 推出一項創(chuàng)新的軟件技術，幫助客戶開發(fā)先進的 Power 架構處理器，并對設計流程進行整合，以實現(xiàn)更快速、更經(jīng)濟的研發(fā)目標。
IBM 正式發(fā)布新的 eServer i5 服務器，這是世界上第一臺采用 POWER5 處理器的服務器產(chǎn)品。具有劃時代意義的 POWER5 是 IBM 有史以來最強大的 64 位處理器。
IBM 推出基于 POWER 5 處理器的 OpenPower 720 服務器，相對于 HP 和 Sun 的入門級 UNIX 和 Linux 系統(tǒng)而言，這款 Linux 專用服務器有著明顯的價格優(yōu)勢。
IBM 在其 developerWorks 網(wǎng)站上(
www.ibm.com/developerWorks) 開辟了 Power 架構技術專區(qū)，為眾多基于 POWER 平臺的芯片設計人員、驗證工程師、嵌入式系統(tǒng)及軟件研發(fā)人員提供豐富的技術資源。
IBM 推出基于POWER 架構的 TotalStorage DS6000 和 DS8000 存儲系統(tǒng)。
IBM 推出三款全新的 POWER 5 服務器，樹立起高端計算領域的新標準。其中，IBM eServer p5 595、eServer i5 595 擁有強大的處理性能和虛擬能力，而 32 路的 IBM eServer p5 590 和 eServer pSeries p690 相比，速度高出 45%，價格則降低 45%。
在網(wǎng)絡設備市場上，Power 架構服務器占據(jù)了三分之二的市場份額。
自 2004 年 4 月以來，已有超過 1400 名研發(fā)人員加入了 Power 架構團隊。
IBM“Blue Gene/L”超越日本 NEC 公司的地球模擬器，成為世界上速度最快的超級計算機。在Linpack基準測試中，IBM“Blue Gene/L”系統(tǒng)的性能達到360Tera Flops，刷新了地球模擬器在 2002 年創(chuàng)造的 35.86 Tflop 的世界記錄。
在全球排名前 10 位的超級計算機中，共有 5 臺采用了 Power 架構，比第二位高出一倍。
IBM 預發(fā)布新的高密度 POWER 5 服務器系統(tǒng)— IBM eServer p5 575。該產(chǎn)品可以通過簡單的集群方式組成高性能超級計算機，為未來超級計算機的發(fā)展指明了方向。
IBM 宣布，基于 POWER 5 處理器、運行 DB2 通用數(shù)據(jù)庫的 IBM eServer 服務器在 TPC-C 基準測試中突破了每分鐘 300 萬次的處理極限，創(chuàng)造了新的世界紀錄。
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10 月，IBM 發(fā)布 System p5 產(chǎn)品線，采用基于POWER5處理器的增強版——POWER5+處理器，并提供一系列更優(yōu)化功能。產(chǎn)品一經(jīng)推出，就打破 15 項計算領域的世界紀錄。
新的POWER5+處理器被稱為“片上服務器”（server on a chip），它包括 2 個處理器，一個高帶寬系統(tǒng)交換器，一個更大高速緩存和 I/O 界面。最新的 POWER5+有 1.5 和 1.9 GHz 兩個主頻選擇，最大 72 MB 板上高速緩存，支持邏輯分區(qū)技術，可使 System p5 為用戶提供更強大性能，而占用面積更小。
發(fā)布 QCM 技術，即四處理器內(nèi)核模塊。
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2 月，發(fā)布破多項記錄的 System p5 中端產(chǎn)品，最大限度滿足用戶對產(chǎn)品不同定位的需求。截至本次發(fā)布，System p5 產(chǎn)品所取得的世界記錄已經(jīng)達到 70 余項，其動力主要來自以全新 2.2 GHz POWER5+處理器為代表的 POWER 處理器，和顯著提高計算密度的 QCM（4 內(nèi)核處理器模塊）處理器封裝技術，后者可使產(chǎn)品在緊湊空間中成倍增加了計算能力。
返回頁首采用 POWER5 虛擬技術進行服務器整合
隨著用戶不斷要求降低 IT 基礎架構運行成本，服務器整合的重要性被提到了前所未有的高度。服務器整合指通過減少分散的基礎設備的數(shù)量來簡化和優(yōu)化 IT 環(huán)境。服務器整合將首先從應用環(huán)境開始，包括應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，并相應的對涉及的物理服務器、網(wǎng)絡和存儲進行優(yōu)化。服務器整合的優(yōu)點本文不再贅述，而將重點放在基于 POWER5 的 p5 服務器進行服務器整合的實踐和效果上。
服務器整合已經(jīng)變得更加容易，原因在于新一代服務器硬件和邏輯分區(qū)可以整合分散在多個小系統(tǒng)上的應用，并集中到一臺大服務器上。新近推出的 IBM eServer p5 家族產(chǎn)品傳承了自大型主機上的虛擬引擎技術，該技術可提取硬件上的物理屬性，通過整合實現(xiàn)更靈活更經(jīng)濟的系統(tǒng)運行模式。
IBM 先進的 POWER 虛擬技術
一直以來，IBM 都是虛擬化技術的倡導者和領航者。隨著 eServer p5 服務器的發(fā)布，其上所附帶的虛擬功能進一步擴大了 IBM 在該領域的領先優(yōu)勢。IBM 的 POWER 虛擬技術包括微分區(qū)和虛擬 I/O（磁盤和通信適配器的虛擬），下面將著重探討微分區(qū)的實踐。
微分區(qū)能實現(xiàn)在一臺服務器上運行比物理處理器數(shù)量更多的分區(qū)，該功能成為 eServer p5 服務器上最富有革命性的新亮點。圖一展示了分區(qū)技術的演進，其中最左邊是傳統(tǒng)的對稱多處理器系統(tǒng)的結構圖，由一個操作系統(tǒng)管理整個系統(tǒng)的計算資源。圖一中間部分展示了邏輯分區(qū)（LPAR）的結構圖，它于 2001 年在 p 系列 690 服務器和 AIX 5L 操作系統(tǒng)平臺上首次公布。在邏輯分區(qū)的支持下，一個系統(tǒng)內(nèi)可獨立的運行多個分區(qū)，每個分區(qū)運行獨立的操作系統(tǒng)。在這一環(huán)境下，邏輯分區(qū)的 CPU“顆?！保℅ranularity）是和物理處理器一樣大的，也就是說，每顆物理處理器的計算力不能被切割，只能對處理器進行捆綁，這樣，也就不可能劃分出比物理處理器數(shù)量更多的分區(qū)。2003 年，IBM 推出了 AIX 5L V5.2 操作系統(tǒng)，進一步擴展了這一代邏輯分區(qū)功能，可實現(xiàn)在聯(lián)機狀態(tài)下對邏輯分區(qū)中的計算資源進行調度，即所謂動態(tài)邏輯分區(qū)（DLPAR），但 CPU“顆?！辈]有進一步減小。今天，eServer p5 服務器上最新的微分區(qū)技術打破了分區(qū)上 CPU“顆粒”受物理處理器數(shù)量的限制，系統(tǒng)可以創(chuàng)建和運行比物理處理器數(shù)量更多的分區(qū)（如圖一最右邊），進一步提升了系統(tǒng)的靈活性。
為了測試 eServer p5 進行服務器整合的效果，并以測試數(shù)據(jù)說明整合對整個 IT 基礎架構簡化所起到的作用，我們搭建了一個分離的 IT 環(huán)境來模擬用戶原有的基礎架構，然后在此基礎上進行服務器整合實踐和測試，并得出測試結論。
系統(tǒng)整合規(guī)劃
在進行系統(tǒng)整合之前，我們需要對整合做出全程規(guī)劃。
先介紹一下我們所模擬的原有用戶環(huán)境：原有 5 臺服務器，每臺均為 IBM RS/6000 44P-270，配置 375MHz 處理器，4MB L2 緩存，7GB 系統(tǒng)內(nèi)存，每臺服務器連接一臺 IBM 串行磁盤系統(tǒng) D40。每臺服務器運行同樣的軟件堆棧：AIX 5L V5.2 操作系統(tǒng)，WebSphere WAS5.0，和數(shù)據(jù)庫 DB2 Universal Database V8.1 FP4。應用服務器上的應用軟件基于 J2EE 代碼，運行多種類型的交易，負載輕重程度不同。
制定系統(tǒng)整合規(guī)劃首先要確定遺留服務器上原有應用對處理器、內(nèi)存和 I/O 的需求。我們通過測試應用環(huán)境，確定了服務器峰值 CPU 利用率。如果從一個長期角度來看，大多數(shù)服務器上 CPU 的利用率差異很大，但一般來說，峰值多出現(xiàn)在一天的某個時段。本次，我們以峰值使用情況作為系統(tǒng)整合規(guī)劃的基準，但其實這么做也是保守的，因為在即將實施的 5 個系統(tǒng)分區(qū)完全有可能在同一時間沖擊峰值。不過，考慮到峰值確保了即使在最困難的環(huán)境下，服務調度的質量也能得到保證。本例取現(xiàn)有服務器運行峰值的 1.33 倍為新系統(tǒng)計劃值。
我們計劃將 44P-270 所附帶的 SSA 磁盤子系統(tǒng)移植到整合平臺上，因為測試顯示原有磁盤系統(tǒng)的性能足夠滿足新環(huán)境。這簡化了客戶移植過程，并能在新舊環(huán)境對比時結果更直觀可靠。
系統(tǒng)整合規(guī)劃中對原服務器和用于整合的 eServer p5 服務器的比對和規(guī)劃基于
IBM 服務器 rPerf 測試值列表（英文） 。44P-270 系統(tǒng)的 rPerf 測試值為 3.59，考慮到服務器的利用率在 60%左右，所以用于整合的服務器的 rPerf 測試值要高于 14.3（每臺 3.59rPerf 測試值×60%利用率×5 臺×1.33 增長空間=14.3rPerf 測試值）。根據(jù)該值，最適合原有環(huán)境的服務器是配置四顆 1.65GHz POWER5 處理器的 eServer p5 570，其 rPerf 測試值為 19.66。該配置 p5 570 的 rPerf 測試值比需求略高，不過也為以后的成長留了一定的空間。這樣的空間一方面避免 rPerf 測試值與實際情況的差異，另一方面也為微分區(qū)功能留有余地，畢竟在高系統(tǒng)負荷下，并發(fā)執(zhí)行多個分區(qū)也會占用系統(tǒng)資源，具體占用量視系統(tǒng)利用率和應用特征而不同。
雖然原有系統(tǒng)每臺配置了 7GB 的內(nèi)存，但實際中有比較多的富余，這在系統(tǒng)整合工作中經(jīng)常遇到。為新系統(tǒng)中 5 個分區(qū)配置的內(nèi)存數(shù)量為 16GB，這樣每個分區(qū) 3GB 內(nèi)存，對于新環(huán)境十分充足。
測試負載描述
性能測試應用是用來測試 p5 570 和原服務器所組成的 2 層測試環(huán)境的性能表現(xiàn)。第一層包括用來驅動“系統(tǒng)在測”（System Under Test）的設備，第二層包括 WebSphere 應用服務器和 DB2 數(shù)據(jù)庫服務器，均運行 32 位內(nèi)核的 AIX 5L。因為應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器在同一操作系統(tǒng)中運行，所以之間不需要外部的通信連接。
測試環(huán)境使用了典型的請求和響應模式，模擬的用戶通過 Web 瀏覽器提出請求，服務器處理請求并向用戶發(fā)回反饋。應用基于 Java2 平臺，并使用企業(yè)版技術（J2EE）。圖 2 描述了整個流程。Enterprise Java Beans（EJBs）執(zhí)行 IBM 應用服務器和 DB2 數(shù)據(jù)庫服務器，經(jīng)由 EJBs，負載通過 Web 層接入應用。此環(huán)境還利用了 Java Messaging service（JMS）和 Message Queue（MQ）基礎架構來提高其復雜性和真實度。負載運行了多種交易類型，既有大 CPU 負載的運算，又有小負載的。
測試環(huán)境描述
測試環(huán)境包括一個基準平臺（見圖 3 右側）和一個目標平臺，每個平臺都包括一個服務器（SUT）和一個驅動器。原有服務器平臺包括的服務器驅動器都是 44P-270 系統(tǒng)，運行 32 位內(nèi)核的 AIX 5L V5.2，均配置 4 路 375MHz 處理器和一個 10/100Mbps 網(wǎng)卡。原有服務器通過一塊 SSA 適配器連接外部存儲。系統(tǒng)整合平臺包括一臺 IBM eServer p5 570 服務器，運行 1.65GHz POWER5 處理器，并虛擬出 5 個微分區(qū)。為對應原來的服務器系統(tǒng)及測試目的，由相同的 44P-270 系統(tǒng)驅動每個分區(qū)。每個分區(qū)運行 32 位內(nèi)核的 AIX 5L V5.3，并分配了 0.8 個 POWER5 處理器，分區(qū)對 CPU 的占用被鎖定。每分區(qū)包括一個 SCSI 適配器、一個 SSA 適配器和一個 10/100Mbps 網(wǎng)卡，3GB 物理內(nèi)存。用一個 Cisco100Mbps 全雙工網(wǎng)絡交換機組網(wǎng)，服務器和客戶端通過它進行通訊。
每個分區(qū)和對應原有系統(tǒng)使用一個 9GB SCSI 硬盤用于 AIX 5L 鏡像，16×9GB SSA 磁盤系統(tǒng)配置成 2 個環(huán)路（loop），運行數(shù)據(jù)庫、DB2 日志、基于 Web 的 Java 的應用和數(shù)據(jù)分析倉庫。寫密集型數(shù)據(jù)庫日志放在第二個環(huán)路中，確保得到最好的性能表現(xiàn)。
5 個分區(qū)和原有系統(tǒng)都采用相同的應用堆棧，并裝有 JDK 1.4、WAS 5.1GM、MQ 和 DB2 V8+FixPack 4，同時安裝了 DB2 JDBC 驅動器，來運行性能工作負荷。
評價整合效果—第一部分
下面我們將詳細介紹系統(tǒng)的測試結果，從而展示在客戶負載不斷提高的情況下，實施微分區(qū)的服務器系統(tǒng)與原有服務器系統(tǒng)的性能差異。測試中，通過逼近原有服務器的峰值模擬不斷增加的客戶，隨著驅動工作負載的客戶數(shù)量的增加，負載開始傾斜。測試開始時，以 25 次/秒運行驅動一個服務器分區(qū)，其他 4 個分區(qū)運行 AIX 5L 但沒有活動工作負載。然后，3 個分區(qū)空閑，2 個分區(qū)加上 25 次/秒運行的負荷。隨后，加載分區(qū)數(shù)量不斷增加，最后 5 個分區(qū)都加上了負載。
圖 4 顯示隨著加載分區(qū)數(shù)量的不斷增加，吞吐量的增加呈線性增長。
為評價系統(tǒng)提供服務的質量，我們對每種交易類型的響應時間進行了監(jiān)測。因活動分區(qū)數(shù)與交易響應時間呈線性，我們將分析重點集中在中等強度的工作負荷交易上。圖 5 顯示了隨著加載分區(qū)數(shù)量的增加響應的變化情況。圖形說明平均響應時間并未隨分區(qū)負載增加而顯著提高，第 90 個百分點的響應時間也與傳統(tǒng)服務器環(huán)境中隨 CPU 利用率增加的情況類似。
實際上響應時間對于這樣的工作負載來說，受微分區(qū)的影響非常小。管理程序的分派機制足夠精細，能讓分區(qū)迅速響應且效率很高，不會對分區(qū)吞吐量有顯著影響。
圖 6 比較了在相同運行情況下，分區(qū)服務器與原有服務器的響應時間。在持續(xù)不斷的相同工作負荷下，每個活動分區(qū)的響應時間和吞吐量類似或好于原有服務器。這是因為 p5 570 有更強大的處理器，在 CPU 密集型的計算中更有效。
圖 7 顯示在所有測試中，所驅動的工作負荷都非常平緩。同時，與原有服務器的比較在所測量的工作負荷上非常精確。
數(shù)據(jù)還說明當原有服務器接近峰值時，分區(qū)服務器的升高始終低于原有服務器負載的升高。此外，性能的接近顯示當初根據(jù)原有服務器的使用情況規(guī)劃所需服務器的配置十分準確。在該工作負荷水平下，eServer p5 服務器上的 5 個活動分區(qū)正好能取代原來的設備。
評價整合效果—第二部分
下一個數(shù)據(jù)顯示了在更高吞吐量下，分區(qū)服務器處理工作符合的能力。在工作負荷過載的情況下，該配置的分區(qū)服務器仍然能夠提供相當理想的計算服務表現(xiàn)。
在圖 8 的比較中，我們測試了加載的 5 個分區(qū)，并做了兩種情況的比較。第一種情況，每個分區(qū)加載了 25 次/秒運行，第二種情況則加載了 33 次/秒運行。圖 8 對比了在中等交易強度下，平均和第 90 個百分點的響應時間。在 33 次/秒運行負荷下，分區(qū)服務器系統(tǒng)利用率達到 90%。服務器利用率越高，響應時間越受影響，這一事實與測試中響應時間增加相關。不過測試證明，即使在如此高的利用率下，分區(qū)服務器的響應低于規(guī)劃的標準。
結論
結論有三點：
第一，在一臺 p5 570 上所虛擬的 5 個分區(qū)的性能與 5 臺不堪重負的 44P-270 旗鼓相當。配置 IBM 虛擬引擎系統(tǒng)技術的 eServer p5 服務器具有相當?shù)目蓴U展性和精細度，能有效的發(fā)揮 4 顆 POWER5 處理器的效能，在要求苛刻的 Web 應用服務環(huán)境中，比原有服務器上 20 顆 POWER3 處理器表現(xiàn)更好。
第二，eServer p5 虛擬技術所實現(xiàn)的分區(qū)服務器與 5 臺按應用分配的原有服務器表現(xiàn)相當。微分區(qū)不會約束典型工作負載的響應。
第三，分區(qū)或未分區(qū)設備的計算性能可直接進行換算，證明利用微分區(qū)進行服務器整合簡便易行。
