IBM首家推出基于事务型内存的CPU新日

IBM首家推出基于事务型内存的CPU

2012-02-12 21:29:04来源：评论：0 点击：IBM已经成为首家交付使用事务型内存的商用微处理器的公司。事务型内存是多内核芯片研究人员研究了多年的一种新部件。 Sequoia超级计

IBM已经成为首家交付使用事务型内存的商用微处理器的公司。事务型内存是多内核芯片研究人员研究了多年的一种新部件。

Sequoia超级计算机是IBM正在为Lawrence Livermore国家实验室研制的一种超级计算机，而这种计算机中使用的BlueGene/Q处理器就将采用IBM在Hot Chips大会上发表的论文中披露的这种新部件。Sequoia将在2012年完工，有望提供20petaFLOPs(peta＝1015)的强大性能。

当Sequoia完工时，这台超级计算机可能成为世界上功能最强大的系统之一。而这种系统的一个早期版本就已经被列为具有最高能效的超级计算机之一。

事务型内存是将相关任务组织为一个大任务以便更加高效处理的一种方式。它能替代目前锁定数据直到一个复杂任务完成的传统方法，而这种传统方法有可能降低计算机其它操作的速度。

以前的Sun Microsystems(现在是Oracle的一个部门)曾在用于大型数据库计算机的Rock微处理器中实现过事务型内存。然而，Rock芯片从未真正交付使用，因为在Oracle收购Sun时这个项目被迫取消了。

据以前Rock芯片的一位工程师透露，Sun曾测试过这种技术，并且发现这种技术对某些应用来说有显著优势，但对其它一些应用可能没有多少帮助。这种技术几乎不需要专门的硬件，他表示。

Intel和微软公司的研究人员研究事务型内存也有好几年了。Silicon Graphics公司一位前任工程师表示，当该公司设计自己的处理器时，他以为这种技术又回来了。

IBM只在单颗芯片范围内实现事务型内存，并在芯片的二级缓存中使用了标记机制。这些标记用于检测在由计算机调度的所谓原子事务所使用的数据中发生的任何加载/存储冲突。

如果没有发现冲突，任务就能得到处理。如果发现冲突，芯片将要求系统软件进行解决。

与传统锁定机制相比，IBM方法可以减少时延，即使在具有大量数据竞争的条件下效果也很显著，这要归功于快速片上内存的使用，IBM公司高级工程师Ruud Haring表示。Haring一直在研究这种芯片，并发表过有关这种芯片的论文。

IBM使用自己的嵌入式DRAM工艺搭建芯片的32MB二级缓存。这些内存组使用“大量灵活的技巧”来创建多版本的缓存，Haring指出。

工程师对他们的工作将带来实质性好处持非常乐观的态度，但他们仍然在调整超级计算机的编译器，可能他们还缺少性能数据。“感觉很好！”Haring表示。

观察人士认为，IBM研究成果的确显著，但无法被其他设计师所广泛使用。更有用的方法是，在用复杂的缓存关联机制链接的处理器群组中实现事务型内存，这些观察人士表示。

使用IBM超级计算机的编程人员是世界上经验最丰富的一些软件编程人员，而且他们使用有限的应用程序集。因此他们是验证事务型内存的最佳人选，参加Hot Chips大会的工程师们表示。

IBM芯片使用18个内核，一个内核仅用于处理操作系统任务，另一个保留在那里作为备份。这些内核都是定制的电路设计，并以IBM通信芯片中使用的PowerEN内核作为基础。

考虑到相对小批量的销售，BlueGene/Q处理器的其余部分采用ASIC工艺设计。Sequoia超级计算机可能使用多达10万个这样的芯片。这些芯片使用了14.7亿个晶体管，尺寸为19x19mm,运行速率为1.6GHz，功耗为55W，可提供204Gflops的处理性能。 （麦利）

The BlueGene/Q uses 18 PowerEN-based cores.

图：BlueGene/Q处理器使用了18个基于PowerEN的内核

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