AI人工智慧专用处理器，IBM Power9大解析～
2018.07.27
"科技的进步已经远远超出人类的使用需求，像是IBM推出的Power9处理器，其眼光已经放在未来AI人工智慧上的学习，本篇文章将介绍IBM Power 9这颗强大处理器，其详细的规格解析适合对处理器有一定基础的技术高手参考，也欢迎有兴趣的朋友来吸收新知～"
长期关心处理器技术发展的科科们，或多或少都曾听闻每年有两场IEEE（电机电子工程师学会）赞助的论坛：介绍「高效能处理器」的Hot Chips与「高效能省电处理器」的COOL Chips，也是众多厂商趁机进行技术行销的好场合。
刚好今年IBM分别在这两场活动，公开了其位处计算机工业技术顶点的两款旗舰处理器：
- COOL Chips 20：发祥于1974年古老RISC之一的IBM 810计画、高效能RISC伺服器的POWER9。
- Hot Chips 29：源自于1964年S/360大型CISC主机（Mainframe）的z14。
所以我们先来瞧瞧富有传奇色彩的POWER家族最新成员，由内而外，一层一层的抽丝剥茧。基本上，这种规格如同上帝、单价以一万美金为单位的超级旗舰处理器，看到先跪下就对了。
IBM POWER9规格概要
- 最多24核心/96同时执行绪。
- 最高时脉4GHz。
- Global Foundry 14nm FinFET制程，SOI晶圆，17层金属布线。
- 80亿电晶体，晶粒面积695平方公厘。
- Powe指令集架构3.0版。
模组化的处理器核心
- 指令管线前端与执行单元完全独立。
- 一个独立的64位元单执行绪单元：Slice。
- 两个Slice组成一个128位元的Super-Slice。
- 可同时执行4个64位元纯量、或2个128位元向量运算。
- 可同时进行4个记忆体载入或回存。
- 接着就衍生出两种因应不同运算需求的处理器核心：
- 针对Linux环境追求虚拟化精细度的SMT4核心。
- 2组Super-Slice。
- 4条同时多执行绪（SMT）。
- 6个指令解码器。
- 最多24核心，96执行绪。 （不过目前仅贩售最多22核心的系统，可能是部份核心损坏的良率问题）
- 32kB L1指令快取，32kB L2资料快取。
- 256kB L2快取记忆体。
- 配合现有PowerVM虚拟化分割区的SMT8核心。
- 4组Super-Slice。
- 8条同时多执行绪（SMT）。
- 12个指令解码器。
- 最多12核心，96执行绪。
- 两块32kB L1指令快取，两块32kB L1资料快取。
- 512kB L2快取记忆体。
- 针对Linux环境追求虚拟化精细度的SMT4核心。
大型化的eDRAM快取记忆体
2种不同的主记忆体配置
- 拼系统数量与较低记忆体存取延迟的Scale Out（双处理器环境）：8通道DDR4直连处理器，最高容量4TB，理论传输频宽120GB/s。
- 冲单一系统规模与记忆体损耗备援的Scale Up（多处理器环境）：外接8颗记忆体缓冲晶片（Memory Buffer），最高容量8TB，理论传输频宽230GB/s，这组态可以提供加倍的25G Bluelink（后面会提到）。
多样化的「外挂」介面
- 48 Lane PCIe Gen4：192GB理论双向频宽。
- 连接一般的PCIe装置。
- CAPI 2.0，提供POWER8的四倍效率。
- 48 Lane 25G Bluelink：300GB理论双向频宽。
- NVLink 2.0，前一版的两倍。
- OpenCAPI 3.0（或称为New CAPI）：理论频宽高达200GB/s，预留连结加速器、储存设备或网路。
无愧地球上最强大泛用处理器的宝座
