PROFILPELAJAR.COM

	z196
Gyártás	2010
Tervező	IBM
Max CPU órajel	3,8 GHz – 5,2 GHz
Gyártás technológia méret	45 nm
Architektúra	z/Architecture (ARCHLVL 3)
Magok száma	4
L1 gyorsítótár	64+128 KB/mag
L2 gyorsítótár	1,5 MB/mag
L3 gyorsítótár	24 MB/csip
Előd	z10
Utód	zEC12

A z196 mikroprocesszor^[1] az IBM zEnterprise 196 nagyszámítógépekben történő felhasználásra készült processzorcsip, az IBM gyártmánya. 2010. július 22-én volt bejelentve.^[2] A processzor fejlesztése három évig tartott, az IBM különböző telephelyein Poughkeepsie, a texasi Austin és a németországi Böblingen városokban, költsége 1,5 milliárd dollár volt.^[3] Gyártása az IBM volt csipgyártó üzemében folyik, a New York állambeli East Fishkill-ben (az üzemet 2014 novemberében átvette a GlobalFoundries, garantálva az IBM processzorok gyártását legalább további 10 évig, a továbbfejlesztett gyártási folyamatokkal),^[4] szállítása 2010. szeptember 10-én kezdődött. Az IBM állítása szerint ebben az időben ez volt a világ leggyorsabb mikroprocesszora.^[5]

Leírás

A csip mérete 512,3 mm², 1,4 milliárd tranzisztorból áll, az IBM 45 nm-es CMOS szilícium szigetelőn (silicon on insulator, SOI) gyártási folyamatával készül, 5,2 GHz-es órajellel működik^[1] – a maga idejében (2010) ez volt a legmagasabb órajelfrekvenciájú, kereskedelmi forgalomba került CPU.

A processzor az IBM CISC típusú z/Architecture architektúráját valósítja meg, 100 új utasítással kiegészítve és új szuperskalár, sorrenden kívüli végrehajtású (out-of-order) utasítás-futószalaggal. Az utasítás-futószalag 15-től 17 fokozatig terjedhet; az utasítássor 40 utasítást képes tárolni és max. 72 utasítás végrehajtása lehet folyamatban egy időben. A processzornak négy magja van, mindegyik egy külön 64 KiB-os L1 utasítás-gyorsítótárat, 128 KiB-os L1 adat-gyorsítótárat és egy saját 1,5 MiB méretű másodlagos gyorsítótárat használ. Ezeken felül a magok egy eDRAM-mal megvalósított 24 MiB méretű osztott harmadik szintű gyorsítótárat is elérnek, amelyet két lapkára integrált harmadik szintű gyorsítótár-vezérlő felügyel. Van még emellett egy kiegészítő osztott L1 gyorsítótár is, amelyet a tömörítési és kriptográfiai műveletek használnak.^[1]

Mindegyik magnak hat RISC-szerű végrehajtóegysége van: két fixpontos egység, két betöltő-tároló egység, egy bináris lebegőpontos egység és egy decimális lebegőpontos egység. A z196 csip három utasítást dekódol és öt műveletet képes végrehajtani egy órajelciklus alatt.^[1]

A z196 csip egy lapkára épített DDR3 RAM memóriavezérlővel is rendelkezik, amely egy RAID-szerű konfigurációt támogat a memóriahibák kiküszöbölése céljából. A z196 egy GX sín-vezérlőt is magában foglal, amely a gazdagép csatorna-adapterei és a perifériák elérését biztosítja. Minden csip további koprocesszorokat is tartalmaz a kriptográfiai és tömörítési funkciók céljaira.^[1]

Osztott gyorsítótár

Bár a z196 processzor lapkára integrált berendezésekkel rendelkezik a szimmetrikus többprocesszoros működés (SMP) támogatására, ezt a támogatást két dedikált kísérő csippel is kiegészítették: ezek a Shared Cache (SC) avagy osztott gyorsítótár-vezérlő csipek, amelyek egyenként 96 MiB lapkán kívüli, negyedik szintű (L4) gyorsítótár elérését teszik lehetővé, azaz összesen 192 MiB L4 gyorsítótár használatát. Az L4 gyorsítótárat az összes processzor eléri a processzorokat tartalmazó könyvben (az IBM nagygépekben a processzorokat tartalmazó modulokat könyveknek nevezik). Az SC csip 1,5 milliárd tranzisztort tartalmaz, mérete 478,8 mm², és ugyanazzal a 45 nm-es folyamattal készül, mint a z196 csip is.

A csipek 24 MiB méretű harmadik szintű gyorsítótárat is tartalmaznak, amelyet a csipen található 4 mag közösen használ.^[1]

Többcsipes modul

A zEnterprise System z196 rendszerben a processzorok többcsipes modulokba vannak szerelve (multi-chip module, MCM), és ebben a kialakításban egy modulon hat csip található. Az MCM modulokon a négy processzorcsip mellett két osztott gyorsítótár-csip kapott helyet, amelyek lehetővé teszik a processzorok egymás közötti kommunikációját 40 GB/s sebességű összeköttetések használatával.^[1]

A zEnterprise System különböző modelljeiben eltérő számú aktív mag használható. Ezt úgy érik el, hogy az MCM-ekben egyes processzorok negyedik magját letiltott állapotban hagyják (inaktív mag).^[6]

z114

A zEnterprise System z114 modellje szintén z196 processzorokat használ, de ennél nem alkalmaznak MCM modulokat, hanem a processzorok egycsipes modulokban (single chip module, SCM) vannak beépítve. A processzor-modulok fiókokba vannak szervezve, egy fiókban két SCM és egy osztott gyorsítótár-csip található. Ezek a processzorok csökkentett sebességen futnak, órajelük 3,8 GHz.^[7]

Lásd még

Jegyzetek

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Morgan, Timothy Prickett: IBM's zEnterprise 196 CPU: Cache is king (angol nyelven). The Register, 2010. július 23. (Hozzáférés: 2010. szeptember 7.)
↑ IBM Unveils zEnterprise System, Ushers in Era of Smarter Data Centers. IBM, 2010. július 22. (Hozzáférés: 2010. szeptember 7.)
↑ IBM Mainframe z196 Processor to start shipping beginning September 10. TechShout.com, 2010. szeptember 7. (Hozzáférés: 2010. szeptember 7.)
↑ Jeff Cross: GLOBALFOUNDRIES to Acquire IBM's Microelectronics Business (angol nyelven). IBM news, 2014. október 20. „GLOBALFOUNDRIES will also become IBM's exclusive server processor semiconductor technology provider for 22 nanometer (nm), 14nm and 10nm semiconductors for the next 10 years.”
↑ IBM Unveils World's Fastest Microprocessor. Fox News, 2010. szeptember 1. (Hozzáférés: 2010. szeptember 7.)
↑ Shvets, Anthony: IBM is ready to ship the fastest microprocessor. CPU-World.com, 2010. szeptember 5. (Hozzáférés: 2010. szeptember 7.)
↑ IBM zEnterprise System Technical Introduction. [2010. augusztus 6-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2010. július 25.)

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben az IBM z196 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.