与CPU性能息息相关是内存带宽,它将决定每个CPU核心是否能被充分的“喂饱”,否则更多的CPU核心与线程数量也只是纸上谈兵。虽然POWER8仍然是两个主内存控制器与8个内存通道,并且仍然由内存缓冲芯片做中介与内存DIMM相连,不过具体的能力已经 大不相同。缓冲芯片与处理器之间的总线频率由POWER7/7+的6.4Gb/s提升至9.6Gb/s,总线位宽由16bit提升至24bit,因此每个缓冲芯片与CPU之间的数据带宽是28.8GB/s(8通道 总合230GB/s),而缓冲芯片又是4通道的设计,并内置16MB的内存缓存,可支持DDR3-1600的内存,所以缓冲芯片到内存间的带宽最高可达51.2GB/s(4通道),8颗内存缓冲芯片到内存的总带宽最高为410GB/s,而POWER7/7+的内存带宽峰值为136GB/s(DDR3-1066),持续内存带宽(缓冲芯片至CPU)为100GB/s。所以,相较POWER7/7+,POWER8的CPU核心数量提升了50%,线程数量提升了200%,内存持续带宽提升了130%,内存峰值带宽提升了200%。内存的升级与CPU核心的升级基本保持了同步。
在CPU内部的整体设计中,POWER8虽然在整体的布局上与POWER7/7+很相似,但实际的组成已经有了明显不同,其中变化最大的要数总线接口,比如集成了PCIe 3.0接口(x16),以及IBM独有的CAPI总线(Coherent Accelerator Processor Interface,一致性加速器接口),其中CAPI可以看作是POWER8开放的一个重要标志(具体信息见下文)。另外,在芯片间的互联与数据路由方面,POWER8也有重大的改进,如果系统优化得当,将明显提高多路系统的性能表现。
POWER8的双环路互联架构,一环为横向连接,另一环为纵向连接,横向连接的单路带宽为38.4GB/s,纵向连接单路12.8GB/s,在设计时,4颗POWER8一组,先保证横向连接用满,再通过纵向连接扩展至第二组,每颗POWER8有三路横向连接和三路纵向连接通道,可以做到同一组POWER8点对点连接,也可以做到4组之内的单列纵向点对点连接
POWER7/7+的互联架构,每颗POWER7/7+总共有4个互联通道,但用于纵向连接的只有1个,它可以保证横向的一组点对点互联,但无法做到纵向的单列点对点互联,不过其通道带宽统一为20GB/s
在16路配置下,由于POWER8可以做到横向一组与纵向一列的点对点互联,所以,当两颗相距最远的CPU要进行数据路由沟通时,可以用到的通路数量将大大增加,理论上讲可以用满纵向连接通道(由于纵向连接带宽小于横向连接,所以只计算纵向带宽的总合即可),即12条12.8GB/s的纵向连接通道,总共可达153.6GB/s,而POWER7/7+仍然为20GB/s,只有POWER8的约1/8, 即使是纵向相邻的两颗CPU沟通,也可以通过这咱多通道间接路由的方式大幅提高传输带宽(以延迟换带宽)
责编:李玉琴
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