Weltrekord: IBMs z196 - der schnellste Prozessor der Welt
Quad-Core-CPU kommt bei 5,2 GHz auf mehr als 50 Milliarden Befehle/s
Erscheinungsdatum: 5 September 2010
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IBM stellt mit dem Chip z196 eine CPU vor, bei der die Bezeichnung „Mikroprozessor“ wie Understatement klingt: Seine vier Kerne basieren auf insgesamt 1,4 Milliarden Transistoren in 45-nm-Fertigung, die mit einer Taktfrequenz von 5,2 GHz operieren. Mikro ist dieser Chip sicherlich nicht, denn er benötigt eine Grundfläche von 512,3 mm2.
Beim z196 handelt es sich um eine superskalare CISC-Architektur mit so genannter Out-of-Order-Pipeline. Jeder der vier Kerne verfügt über je einen eigenen 64 KB großen L1-Instruktions-Cache und einen L1-Daten-Cache von 128 KB sowie über einen eigenen L2-Cache mit 1,5 MB. Mit auf dem Chip befindet sich außerdem noch ein gemeinsamer L3-Cache mit 24 MB in eDRAM-Technik. Jeder Prozessor-Kern besteht selbst wiederum aus sechs RISC-artigen Ausführungseinheiten, davon zwei zur Integer-Verarbeitung, zwei Load-Store-Einheiten sowie eine binäre und eine explizit dezimale Fließkomma-Berechnungseinheit.
Das ist aber noch nicht alles: Die z196-CPUs sind SMP-fähig (symmetrisches Multiprocessing) und außerdem können mehrere Chips zu einem extrem leistungsfähigen MCM (Multi Chip Module) zusammengefasst werden. In diesem Zusammenhang werden dann mit Hilfe von maximal zwei SCs (Storage-Controller) noch weitere 192 MB L4-Cache „ off-die“ angeschlossen, auf die mit 48 GB/s zugegriffen werden kann. Solch ein SC ist mit 1,5 Milliarden Transistoren, 8919 Interconnects und 478,8 mm2 fast so groß wie eine z196-CPU.
Ein MCM besteht aus sechs z196-CPUs und zwei SCs und enthält also 376,5 MB Cache (L1...L4). Ein daraus gebauter Mainframe-Rechner kann bis zu vier MCMs enthalten. Dabei stehen allerdings nicht alle Rechenkerne für Anwendersoftware zur Verfügung. Der Maximal-Ausbau stellt immerhin 80 der vorhandenen 92 Kerne bereit. Der Rest ist zur Systemverwaltung und zwecks Redundanz reserviert. Dass die z196-CPU nicht für Workstations oder PCs gedacht ist, das sieht man schon an der reinen Leistungsaufnahme: Ein einziges MCM verbraucht beeindruckende 1,8 kW an elektrischer Energie.
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Quad-Core-CPU kommt bei 5,2 GHz auf mehr als 50 Milliarden Befehle/s
Erscheinungsdatum: 5 September 2010
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IBM stellt mit dem Chip z196 eine CPU vor, bei der die Bezeichnung „Mikroprozessor“ wie Understatement klingt: Seine vier Kerne basieren auf insgesamt 1,4 Milliarden Transistoren in 45-nm-Fertigung, die mit einer Taktfrequenz von 5,2 GHz operieren. Mikro ist dieser Chip sicherlich nicht, denn er benötigt eine Grundfläche von 512,3 mm2.
Beim z196 handelt es sich um eine superskalare CISC-Architektur mit so genannter Out-of-Order-Pipeline. Jeder der vier Kerne verfügt über je einen eigenen 64 KB großen L1-Instruktions-Cache und einen L1-Daten-Cache von 128 KB sowie über einen eigenen L2-Cache mit 1,5 MB. Mit auf dem Chip befindet sich außerdem noch ein gemeinsamer L3-Cache mit 24 MB in eDRAM-Technik. Jeder Prozessor-Kern besteht selbst wiederum aus sechs RISC-artigen Ausführungseinheiten, davon zwei zur Integer-Verarbeitung, zwei Load-Store-Einheiten sowie eine binäre und eine explizit dezimale Fließkomma-Berechnungseinheit.
Das ist aber noch nicht alles: Die z196-CPUs sind SMP-fähig (symmetrisches Multiprocessing) und außerdem können mehrere Chips zu einem extrem leistungsfähigen MCM (Multi Chip Module) zusammengefasst werden. In diesem Zusammenhang werden dann mit Hilfe von maximal zwei SCs (Storage-Controller) noch weitere 192 MB L4-Cache „ off-die“ angeschlossen, auf die mit 48 GB/s zugegriffen werden kann. Solch ein SC ist mit 1,5 Milliarden Transistoren, 8919 Interconnects und 478,8 mm2 fast so groß wie eine z196-CPU.
Ein MCM besteht aus sechs z196-CPUs und zwei SCs und enthält also 376,5 MB Cache (L1...L4). Ein daraus gebauter Mainframe-Rechner kann bis zu vier MCMs enthalten. Dabei stehen allerdings nicht alle Rechenkerne für Anwendersoftware zur Verfügung. Der Maximal-Ausbau stellt immerhin 80 der vorhandenen 92 Kerne bereit. Der Rest ist zur Systemverwaltung und zwecks Redundanz reserviert. Dass die z196-CPU nicht für Workstations oder PCs gedacht ist, das sieht man schon an der reinen Leistungsaufnahme: Ein einziges MCM verbraucht beeindruckende 1,8 kW an elektrischer Energie.
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