开启小型机的新纪元：IBM POWER7降临人间

POWER7处理器概览

如果仔细查看POWER处理器的发展史，就可以看出其中的规律，自从具有划时代意义的POWER4处理器诞生之后，基本上每3年IBM就会发布新一代的POWER处理器。而从POWER7的身上，我们能看到自POWER4以来一脉相传的沿革。

从2001年的POWER4至今年的POWER7，我们能到POWER处理器的发展沿革，而在底层上，一直保持着二进制的软件兼容性

POWER4是第一个实现多核心设计的处理器，虽然今天多核心处理器早已成为主流，但POWER处理器的前瞻性设计仍然不容质疑，而在POWER4之后，均是双核心的设计，在POWER5身上，IBM实现了多线程设计（SMT），而到了POWER6则大幅度提升了主频，并进一步强化了浮点与虚拟化性能。而到了POWER7，核心数量猛然提升至8个，核心的多线程数量也提升至4个，仅从这一点就意味着性能的巨大提升。

POWER7实现了多线程的跨越式发展

POWER7具备智能超线程的功能，可在单线程/双线程/4线程之间，根据性能需求进行智能切换，不过这种单核心多线程的模式，并不能像物理核心那样大幅度提高处理性能，在双线程下，性能较单线程提升1.5倍，而在4线程模式下，性能提升则为1.8倍，接近于两个物理核心的性能

从2004年的POWER5开始，IBM就引入了单核心双线程的设计，32插槽时系统的总线程数量可达128个，而如今单核心4线程的POWER7将32插槽系统的线程总量提升至了1024个。不过，由于只是逻辑线程数量的提高，所以在实际性能表现方面，并不能寄予太高的希望，IBM给出的数据还是比较客观合理的。

生产工艺的进步也让POWER处理器的设计不断攀上更高的高峰

POWER7另一个引人瞩目的地方就是先进的生产工艺，它是唯一一个采用45nm的小型机处理器，即使是已经推出了32nm的处理器的英特尔最新的“安腾3”也仍然是65nm的工艺，只是2007年POWER6的水平。

POWER7处理器的基本特性，片上32MB eDRAM缓存以及新一代的内存与I/O架构可谓是一大亮点

再来看看POWER7的内部设计，除了多核心与多线程外，片上32MB eDRAM缓存与新一代的内存及I/O架构设计也体现出了与POWER6的很大的不同。片上的缓存相对于POWER6的片外设计，进一步保证了延迟性能，而新一代的内存控制器和I/O设计也保证了多核心下有更充足的数据带宽可用，这对于最终的性能表现是至关重要的。

POWER7处理器的处理核心设计

在处理器内部的核心单元上，POWER7也做了不少的改动，它具备两个定点单元、两个存取单元、4个双精度浮点单元、一个向量单元、一个分支预测单元、一个状态寄存器、一个十进制浮点单元，一共12个执行单元，不过L1与L2缓存相较POWER6则有了明显的降低。

POWER7的晶圆，对照上面的结构图，可以看出8个核心

POWER7的芯片和有机封装、陶瓷封装（右边两个）外形，此外还有一种多芯片模组封装（MCM），不过现在还没有产品出来，IBM也没有给出明确的时间表，但应该在2010年年内推出

从这张相片中，我们能看到陶瓷封装的POWER7底部与插槽设计

看完POWER的基本特性，我们可以再看看POWER6以加深一下对比。

POWER6的处理器与核心设计

POWER6处理器的的晶体管数量为7.9亿个，为双核心双线程设计，每个核心中的执行单元数量为9个，主要比POWER7少了3个双精度浮点单元，因此POWER7的浮点运算能力相较POWER6有了很大的提升。最后我们可以用下表做一个总结。

从总体上讲，POWER7可以算是POWER6的多核心加强版，并将周边的内存与I/O架构一并提升。而在下文中，我们将有针对性的介绍POWER7具体的新特性，进一步深入了解POWER7。