IBM POWER的前世今生

POWER5是一款由IBM开发和制造的微处理器，是之前取得了巨大成功的POWER4的改进版本，主要的改进是支持同步多线程（SMT）和一个片上内存控制器。POWER5是一款双核微处理器，每个内核支持1个物理线程和2个逻辑线程，总共支持2个物理线程和4个逻辑线程。据报告声称，POWER5的比POWER 4高出了50%～100%。POWER5芯片被应用于代号为“Squadron”的服务器产品线，该产品线于2004年下半年在劳伦斯利物浦发布。POWER5向ISA中增加了更多指令，而POWER5+在此基础上又增加了一些指令，将ISA带到2.02版本。

历史

2003年的Hot Chips大会上首次披露了POWER5微处理器的技术细节，接下来在2003年10月14日召开的Microprocessor Forum 2003公布了更多完整描述。POWER5并未公开发售，只由IBM和合作伙伴所使用。采用POWER5微处理器的系统在2004年问世。在高端企业服务器市场竞争的POWER5主要对手是英特尔安腾2处理器，其次还有Sun UltraSPARC IV和富士通的SPARC64 V。IBM在2005年推出了一款改进的迭代版本——POWER5+。

用户

IBM在他们的System p和System i系列服务器、DS8000存储服务器以及高端Infoprint打印机（以内嵌微处理器的形式）中采用了DCM和MCM POWER5微处理器。另外IBM的高端IntelliStation POWER 285工作站中也采用了DCM POWER5。POWER5的第三方用户包括Groupe Bull（用于Escala服务器）和日立（用于SR11000计算机）。另外，IBM在System p5 510Q、520Q、550Q和560Q中采用了POWER5+微处理器。

描述

POWER5是对POWER4的进一步开发。增加双路多线程要求有冗余的返回堆栈、程序计数器、指令缓冲器、组完成单元和存储队列，这样每个线程都有自己的资源。虽然大部分资源都是共享的，例如注册文件和执行单元，但是每个线程都可以看到自己的注册设置。POWER5执行同步多线程（SMT），即同时执行两个线程。POWER5可以通过禁用SMT来优化并发工作负载。

由于注册文件等很多资源都是由两个线程共享的，因此很多情况下都是通过增加容量来弥补性能的损失。整数和浮点寄存器的数量从POWER4的80个和72个分别增加到了POWER5的120个。浮点指令缓存也从20个增加到了24个。二级统一缓存容量增加到了1.875 MB，组容量增加到10路。三级统一缓存是附加于整个封装而不是单独设在芯片外部，容量增加到36 MB。与POWER4一样，POWER5的缓存由两个内核共享的。

片上内存控制器支持64GB DDR和DDR2内存。POWER5采用高主频的串行总线与连接DIMM和微处理器的外部缓冲器进行通信。

一个MCM包括4个POWER5模片和4个36MB三级缓存模片

POWER5包括276000000个晶体管，面积为389平方毫米，是由IBM采用0.13 µm SOI CMOS工艺制造的。POWER模片是以双芯片模块（DCM）或者多芯片模块（MCM）的形式封装的。DCM包括1个POWER5模片和相关的三级缓存模片。MCM包括4个POWER5印模和4个三级缓存模片。

通过使用一项名为ViVA的技术（虚拟向量架构），高端系统中的多个POWER5处理器可以配对用作一个向量处理器。

POWER5+

IBM i5系统的处理器模块，包括一个POWER5+ DCM

POWER5+是IBM在2005年10月4日推出的POWER5改进版本。主要改进的地方是具有低功耗的特点，主频没有变化，仍然保持在1.5～1.9 GHz之间。在2006年2月14日推出的新版本将主频提高到了2.2 GHz。POWER5+和之前的POWER5微处理器封装相同，不过也提供了QCM的形式，即包括两个POWER5+模片和2个三级缓存模片。