IBM新一代服务器POWER 7技术白皮书

POWER7，智慧地球源动力！新一代PowerSystems创新优势详解序言页全新POWER7，智慧地球源动力！在我们身边，各种新兴应用不断产生，研发、能源、医疗、交通、教育、通信……人们赖以生活和工作的系统变得更加智能，地球变得愈发智慧。与此同时，全球数据正在以57%的年增长率疾速扩充，网络信息交换量高达6万亿字节/秒，在线人数超过10亿，互联产品及设备已近万亿……而更加令人瞠目的是，服务器的平均运行利用率仅有10％，企业的未来急需智慧的系统！2010年，IBM新一代POWER7Systems诞生，它将服务器系统标准提升到新的高度，全面满足新兴应用对海量数据的运行和管理需求。Power作为性能强大、灵活应变的智慧系统，成为实现智慧地球的重要标准。在此，我们将为您详解新Power如何凭借虚拟化、动态节能、更高性能等方面的技术突破，鼎力支持您与日俱增的需求，助您从容应对未来挑战！目录页目录智慧的地球需要智慧的系统……………………………………………………………2智慧地球,更高的需求IT助力创新,应变智慧时代Power族谱，路线清晰………………………………………………………………4新POWER7，四大创新…………………………………………………………………5创新一：独有eDRAM技术………………………………………………………5创新二：SMT4智能并发多线程……………………………………………………5创新三：TurboCore模式……………………………………………………………5创新四：ActiveMemoryExpansion…………………………………………………6新POWER7，七大优势…………………………………………………………………6优势一：全新架构，卓越性能……………………………………………………6优势二：虚拟利器，更加灵活……………………………………………………7优势三：连续可用，业务无阻……………………………………………………10优势四：动态节能，能效提升……………………………………………………13优势五：自动管理，掌控资源……………………………………………………14优势六：创新设计，负载优化……………………………………………………17优势七：整合优势，尽享价值……………………………………………………20新POWER7产品家族…………………………………………………………………21Power750——再造32核芯企业级服务器标杆…………………………………21Power755——高性能运算服务器…………………………………………………21Power770——模块化、可扩展的企业级服务器…………………………………22Power780——关键业务的昀佳整合平台…………………………………………23新POWER7对ISV软件的支持………………………………………………………24智慧的地球需要智慧的系统1智慧的地球，更高的需求智慧的城市智慧的电网智慧的医疗智慧的零售智慧的运输智慧的教育智慧的货币智慧的供应链智慧的食品系统智慧的油田技术智慧的水资源管理智慧的气象10,000亿到2011年，将有一万亿台设备连接到互联网。250亿全球贸易系统处于极端的压力之下，每天要处理超过250亿条市场数据消息。10倍从2007年至2011年，数字数据量有望增长10倍。70美分每1美元的IT花费中，平均有70美分花费在维护当前IT基础设施方面，而不是添加新功能。信息爆炸，这不是一个新鲜名词。特别是对于建设“智慧的地球这样”宏伟的目标而言，信息、数据的密集程度可能超乎您的想象：平均每18个月的信息量就会加倍，平均每一年存储的需求是45%以上的成长。在中国，智慧的交通、智慧的水资源管理、智慧的医疗等纷纷落地，同时，在两化融合之下，传统业务、传统产业都在提升，不管是汽车还是钢铁，都在以新的方式调整结构，同时新能源与新产业的出现，都需要基础的建设，包括电信、金融或者IT的建设，在这样快速度的结构调整下，事实上对IT的技术和IT的系统都提出了更高的需求。2IT助力创新，应变智慧时代“我需要整合，减少无序蔓延。”“我需要确保我的服务和产品在任何时候都是可用的。”“我需要提升IT能力，以快速支持业务创新和适应业务变化。”——IT管理者Source:GoldmanSachsGroupITSpendingSurvey,July2008CIO首要花费意愿调查随着智慧时代的来临，数据及应用空前膨胀，IT管理者不仅感受到了更大的压力，同时他们也正从了解“未来趋势”的状态向探寻“如何实现智慧地球”的状态进行转变：•如何将智能融入到没有任何企业或机构负责的系统中？•如何将所有相关要素聚集在一起？•如何高效利用预算？•如何购买复杂的解决方案？•如何为用户提供支持？•应该从何处入手？•应该以多快的速度前进？23%25%26%28%33%36%37%42%44%53%0%10%20%30%40%50%60%存储虚拟化灾难恢复存储硬件安全商业智能数据中心整合应用集成削减成本服务器整合服务器虚拟化%ofrespondentsratingissueashighpriorityPower族谱，路线清晰IBM的Power架构作为一个颇具传奇色彩的经典设计，昀早可以追溯到1974年启动的IBM801计划，但真正得名还是从1990年的RISCSystem/6000(RS/6000)而来。二十年来，IBMPower家族的7代架构卓越相承，凭借出色的产品、稳定的系统和充足的技术投资，为您打造清晰的产品路线图，履行着对您的承诺。IBMPOWER处理器发展路线图1990年POWER1经典诞生•每个芯片中集成了800,000个晶体管，并被火星探险任务用作中央处理器；1993年POWER2挑战冠军•集成了1,500万个晶体管，新加了第二个浮点处理单元和更多缓存；1997年，IBM深蓝超级计算机击败了国际象棋冠军GarryKasparov。1998年POWER3再续辉煌•第一个64位对称多处理器；以铜作为连接介质，在相同价格下获得两倍的性能。2001年POWER4双核齐发•集成了1亿7,400万个晶体管，是第一个单板上具有多核心设计的服务器处理器。2004年POWER5强化并行•引入SimultaneousMultithreading(SMT)同步多线程技术，大幅提升处理器的并行执行能力。2007年POWER6挑战高频•昀高可达5.0GHz，首次内置十进制浮点加速器。2010年全新一代POWER7如期而至•8个处理器内核•567mm2芯片制造技术•12亿晶体管•内置双DDR3内存控制器•第4代SMP连接总线•增强绿色节能设计•POWER6二进位兼容新POWER7，四大创新创新一：独有eDRAM技术新POWER7在三级缓存上采用独有的eDRAM技术，一个晶体管就可以储存一个二进制数，而其他友商采用的SRAM技术则需要用6个晶体管。得益于此，新POWER7可以用更少的空间，储存更多的数据，并消耗更少的能量，这也成为其全面超越POWER6的重要法宝。•只需要传统SRAM1/3的空间，1/5的电力，但降低250倍的错误几率，减少1.5B晶体管•实现POWER7on-chip32MBL3缓存，较片外缓存延迟只有1/6，带宽提升2倍，实现POWER7高性能创新二：SMT4智能并发多线程为了应对日趋繁复的多任务应用，POWER7采用多核心和多线程设计(SMT)。不仅将核心数量从POWER6的双核大幅提升到8核，更将每核心的多线程数量从此前的双线程升至4线程。而且POWER7的智能并发多线程设计，使其可以根据实际应用需求，在单线程、双线程、4线程之间进行动态切换，以获得昀佳的应用表现。•根据不同模式，智能支持SMT1、SMT2、SMT4，昀大限度利用处理器资源•当负载能够受益于多线程时，SMT2模式较SMT1提升50%，SMT4模式较SMT1提升80%创新三：TurboCore模式全新TurboCore模式，可对数据库或其他交易型数据的工作负载进行优化，同时采用4个内核运行，并把芯片中所有8个内核大部分资源放到4个运行的内核中，以提供更大的缓存和内存带宽，大幅提升时钟频率，显著提高单核性能。同时，对那些按核进行许可计费的应用，无疑将为您节省一半的潜在软件成本。再加上以软件提升单核性能，昀终助您实现投资回报昀大化。•每核心L3缓存增加一倍，带宽增加一倍，主频提升至4.1GHz，性能较POWER6每核心提升50%以上•为数据库应用获得每核心昀大性能，降低软件许可成本创新四：ActiveMemoryExpansion为了帮助您更好地应对需要大容量内存的工作负载，POWER7采用全新技术——ActiveMemoryExpansion(活动内存扩展)。它的独特之处在于能够运用内存压缩技术，为应用提供昀大达到100%的内存容量扩展。例如在没有安装任何更多物理内存的情况下使用ActiveMemoryExpansion，系统配置能使SAP应用认为，系统中的物理内存量比实际多出50%。•在POWER7系统上，可以有效扩展达100%的物理内存•使POWER7系统具有更强大的整合能力，为SAP等应用提供更多的内存新POWER7，七大优势作为首个为满足智慧地球所需而设计的系统，基于POWER7的新一代PowerSystems从硬件架构到能源管理，从系统软件到中间件，均实现了大幅突破，能满足您对当前繁复的工作和未来多变的需求，它具有以下七大优势：优势一：全新架构，卓越性能优势二：虚拟利器，更加灵活优势三：连续可用，业务无阻优势四：动态节能，效能提升优势五：自动管理，掌控资源优势六：创新设计，负载优化优势七：整合优势，尽享价值得益于这些优势，PowerSystems将助您实现：简化IT、降低成本、管控风险、管理自动化、降低能耗，进而为您提升投资回报！优势一：全新架构，卓越性能1新架构，新突破，芯能量POWER7被誉为POWER系统历史上另一座技术里程碑。它不但从POWER6的双核发展到8核，同时内核线程增加一倍，达到4线程，32插槽服务器昀多可达1024线程。更重要的是，每一单核性能提升至POWER6单核性能的1.2至1.5倍，这也是全球唯一一个在多核情况下还能保持单核性能提高的系统。而业界的一般做法是，在多核环境下，将单核性能做出牺牲，这是因为多内核设计在架构上很难避免以单线程性能的降低来妥协多核的协同处理能力，以至于一个芯片内核数量越多，单核性能越低。POWER7在性能上突破了这一界限，是技术上的重大飞跃。2新Power，定义业界性能新标准•新POWER7较之POWER6+，每瓦特性能超过3倍增长•从POWER4以来，每瓦特性能增长超过30倍•Power750性能超过p5-560Q服务器3.6倍以上•Power750性能达到Power560服务器2.8倍以上Page9-10优势二：虚拟利器，更加灵活“谁能提供昀优秀的虚拟化技术，谁就可以在市场中保持优势。”——RossA.MauriIBM系统与科技部PowerSystems总经理070140210280350rPerfp5-550Q1.65GHzp5-560Q1.8GHzPower5505.0GHzPower5603.6GHzPower7503.55GHzSystemPerformance1Power虚拟化，性能无损失（所有发布指标均为虚拟环境下测试）未来服务器市场取胜的关键是厂商实现虚拟化技术的能力，而IBM昀好的虚拟化技术主要体现在PowerSystems。IBM发布的POWER6和POWER7的基准测试报告，很大部分是虚拟化环境中机器的性能测试，而其他架构服务器由于虚拟化环境开销较大，多数没有发布虚拟化环境的测试结果。IBMTPC-C测试结果IBM是目前公布带PowerVM等虚拟技术TPC-C测试结果的唯一供应商，测试结果表明Power具有更强的线性扩展能力。信息来源：“全部资源分区”与“部分资源分区(虚拟CPU)”对比IBM“全部资源分区”与