巅峰之作 IBM Power 7处理器架构分析

IT168 发表于：09年09月03日 16:23 [转载] IT168

分享：

[导读]在x86处理器Nehalem占据人们视线许久之后，其强有力的对手RISC阵营的一个重要的支柱：POWER架构最近开始动作连连，除了 Freescale在嵌入式处理器市场的动作之外，IBM也开始在企业级微处理器市场出击，在前几天与硅谷中心地带--斯坦福大学举行的Hot Chips 21上，IBM宣布了最新一代POWER架构--Power 7处理器的详细资料。

Power7的一个重点是多路处理器，Power7实现了SMP的硬件一致性处理。一般而言，随着处理器数量的增多，处理器互联总线的带宽需求呈非线性的增长，受限于总线技术，一般的SMP系统在4路到8路左右就已经达到了饱和（x86的 SMP机器都在这个范围左右），更大的系统就必须采用其它的拓扑结构了。

IBM Power 7 CPU：本地SMP连接（中上）和远程SMP连接（中下）

Power7通过三个方面的设计来达到32路SMP能力：巨大的带宽、特别的拓扑结构和特别的一致性协议。Power7的处理器间总线可以提供360GB/s的带宽。

Power7使用了一个两层的拓扑模型：4个处理器组成一个本地SMP组（需要7个本地I/O总线），然后8个SMP组之间两两直接互联（每个SMP组需要7个外部I/O总线），为了实现这个目标，Power7提供了两个总线：一个用于本地SMP，一个用于远程SMP。总线的位宽是120Byte。

此外为了支持这个拓扑结构，Power7的一致性协议混合了两种一致性消息的广播方法：一种是全局广播，一种是本地SMP组的猜测性广播。这个一致性协议定义了13种状态，并通过缓存线上额外的设置位，Power7最终实现了复杂的结构，在32路处理器、8核心、总共256个处理内核的SMP系统里，可以同时维持20000个缓存一致性操作。