IBM z196
| Informacje ogólne | |
|---|---|
| Wystrzelony | 2010 |
| Zaprojektowany przez | IBM |
| Wydajność | |
| Maks. Częstotliwość taktowania procesora | 3,8 GHz do 5,2 GHz |
| Pamięć podręczna | |
| Pamięć podręczna L1 |
Instrukcja 64 KB 128 KB danych na rdzeń |
| Pamięć podręczna L2 |
1,5 MB na rdzeń |
| Pamięć podręczna L3 | Udostępniono 24 MB |
| Architektura i klasyfikacja | |
| Węzeł technologiczny | 45 nm |
| Zestaw instrukcji | z/Architektura (ARCHLVL 3) |
| Specyfikacje fizyczne | |
| Rdzenie |
|
| Historia | |
| Poprzednik | z10 |
| Następca | zEC12 |
Mikroprocesor z196 to układ scalony wyprodukowany przez IBM dla ich komputerów mainframe zEnterprise 196 i zEnterprise 114 , ogłoszony 22 lipca 2010 r. Procesor został opracowany przez inżynierów IBM z Poughkeepsie w stanie Nowy Jork w ciągu trzech lat ; Austin, Teksas ; i Böblingen w Niemczech kosztem 1,5 miliarda USD. Wyprodukowano w IBM's Fishkill w Nowym Jorku W zakładzie produkcyjnym procesor zaczął być wysyłany 10 września 2010 r. IBM stwierdził, że był to wówczas najszybszy mikroprocesor na świecie.
Opis
Czip ma powierzchnię 512,3 mm2 i składa się z 1,4 miliarda tranzystorów wyprodukowanych w 45-nm krzemie CMOS firmy IBM w procesie produkcji izolatorów , obsługującym prędkości 5,2 GHz : w tamtym czasie procesor o największej szybkości taktowania, jaki kiedykolwiek wyprodukowano na sprzedaż komercyjną.
Procesor implementuje architekturę CISC z/Architecture z nowym superskalarnym potokiem poza kolejnością i 100 nowymi instrukcjami . Potok instrukcji ma od 15 do 17 etapów; kolejka instrukcji może pomieścić 40 instrukcji; a do 72 instrukcji może być „w locie”. Ma cztery rdzenie , każdy z prywatną pamięcią podręczną L1 o pojemności 64 KB , prywatną pamięcią podręczną danych L1 o pojemności 128 KB i prywatną pamięcią podręczną L2 o pojemności 1,5 MB . Ponadto zaimplementowano współdzieloną pamięć podręczną L3 o pojemności 24 MB eDRAM i kontrolowane przez dwa wbudowane kontrolery pamięci podręcznej L3. Istnieje również dodatkowa współdzielona pamięć podręczna L1 używana do operacji kompresji i kryptografii.
Każdy rdzeń ma sześć jednostek wykonawczych podobnych do RISC , w tym dwie jednostki całkowite , dwie jednostki magazynu ładunku , jedną binarną jednostkę zmiennoprzecinkową i jedną dziesiętną jednostkę zmiennoprzecinkową . Układ z196 może zdekodować trzy instrukcje i wykonać pięć operacji w jednym cyklu zegara.
Układ z196 ma na pokładzie kontroler pamięci RAM DDR3 obsługujący konfigurację podobną do RAID w celu odzyskiwania po błędach pamięci. Z196 zawiera również magistrali GX do uzyskiwania dostępu do adapterów kanału hosta i urządzeń peryferyjnych. Dodatkowo każdy chip zawiera koprocesory do obsługi funkcji kryptograficznych i kompresji.
Mimo że procesor z196 ma wbudowane funkcje symetrycznego przetwarzania wieloprocesowego (SMP), istnieją 2 dedykowane układy towarzyszące zwane współdzieloną pamięcią podręczną (SC), z których każdy dodaje 96 MB niezależnej pamięci podręcznej L4 , co daje łącznie 192 MB pamięci podręcznej L4. Pamięć podręczna L4 jest współdzielona przez wszystkie procesory w książce. Układ SC składa się z 1,5 miliarda tranzystorów i ma powierzchnię 478,8 mm 2 , wyprodukowany w tym samym procesie 45 nm, co układ z196.
Każdy chip ma również 24 MB pamięci podręcznej L3 współdzielonej przez 4 rdzenie w chipie.
Moduł wieloukładowy
System zEnterprise z196 wykorzystuje moduły wieloukładowe (MCM), co pozwala na umieszczenie sześciu układów z196 w jednym module. Każdy MCM ma dwa współdzielone chipy pamięci podręcznej, umożliwiające połączenie procesorów w MCM za pomocą łączy 40 GB/s.
Różne modele systemu zEnterprise mają różną liczbę aktywnych rdzeni. Aby to osiągnąć, niektóre procesory w każdym MCM mogą mieć wyłączony czwarty rdzeń.
z114
System zEnterprise z114 korzysta z procesorów z196, ale nie używa modułów MCM, więc zamiast tego procesory są pakowane w moduły jednoukładowe (SCM). Dwa moduły SCM i jeden układ współdzielonej pamięci podręcznej są zamontowane razem w szufladzie procesora. Te procesory również działają ze zmniejszoną szybkością, z częstotliwością 3,8 GHz.