POWER

Cet article a pour sujet la famille de processeur IBM. Pour une définition du mot « power », voir l’article power du Wiktionnaire.

POWER est une famille de processeurs à architecture RISC construits par IBM. Le nom est l'acronyme de Performance Optimization With Enhanced RISC. Les processeurs POWER sont utilisés dans des serveurs et stations de travail d'IBM ainsi que dans certains supercalculateurs. L'architecture PowerPC, utilisée principalement dans les stations de travail IBM, les ordinateurs Apple (jusqu'en 2005) et les consoles de jeux de dernière génération, dérive de l'architecture POWER.

Descendant directement des processeurs 801, le POWER fait partie de la deuxième génération de processeurs RISC. Il fut introduit en 1990 dans les stations de travail RS/6000 (RISC System) d'IBM. Contrairement au 801 à architecture très simple (une seule instruction par cycle, pas d'unité de calcul en virgule flottante ni d'architecture superscalaire), l'architecture POWER est très complexe avec plus de 100 instructions différentes.

Le POWER2

Lancé en 1993 et commercialisé jusqu'en 1998, le POWER2 intégrait 15 millions de transistors. Il possédait une deuxième unité de calcul en virgule flottante et plus de cache. L'architecture POWER2 intégrait 8 puces par carte mère.

L'implémentation monoprocesseur PSSC du POWER2 fut utilisée pour le super-ordinateur Deep Blue qui battit en 1997 aux échecs le champion du monde Garry Kasparov.

Le POWER3

Le POWER3 fut lancé en 1998. Il intégrait aussi 15 millions de transistors par puce, mais était le premier à mettre en place une architecture 64 bits SMP (Symmetric MultiProcessor). Il était totalement compatible avec le jeu d'instruction du premier POWER. Il était destiné au calcul scientifique comme dans le domaine de l'aérospatiale ou des prévisions météorologiques. Le POWER3-II était deux fois plus puissant que le POWER3.

Le POWER4

Lancé en 2001, le POWER4 possède 174 millions de transistors par processeur. C'est un processeur multi cœur à 64 bits. Il est gravé en technologie SOI (Silicon On Insulator) avec une finesse de 0,18 micromètres. Il hérite de toutes les caractéristiques du POWER3, notamment la compatibilité avec le jeu d'instructions PowerPC, et s'y ajoute la compatibilité avec le PowerPC AS des AS/400. Chaque processeur intègre deux cores 64 bit cadencés à 1 GHz ou plus, et peut exécuter 200 instructions simultanément. Le POWER4+, ou POWER4-II, est une évolution du POWER4 : il fonctionne à des fréquences plus élevées et consomme moins d'énergie.

Le PowerPC 970 (ou G5), utilisé par Apple dans ses Macintosh dérive du POWER4.

Le POWER5

Power 5 MCM

Lancé en juin 2004, le POWER5 est cadencé jusqu’à 1,9 GHz. Deux fois plus puissant que le POWER4, il était de loin le processeur le plus rapide à son époque. La version à 1,9 GHz a obtenu le score le plus élévé jamais réalisé pour une puce monoprocesseur au test SPECfp. Il s'agit d'une puce dual-core disposant de 276 millions de transistors grâce à une gravure à 130 nanomètres. Il est pourvu d'un cache L2 de 1,88 Mo et d'un cache L3 off-chip de 36 Mo. Le POWER5+ est une évolution du POWER5 qui consomme moins d'énergie en raison d'une finesse de gravure plus importante : 90 nanomètres. Les fréquences vont de 1,5 à 2,3 GHz. Il existe également une version Quad-core (2 processeurs dual-core sur un même die).

Le POWER6

Le POWER6 est disponible depuis le 8 juin 2007. Il est gravé en technologie CMOS 65 nm SOI et cadencé entre 3,5 et 5,0 GHz, soit un doublement de fréquence par rapport au POWER5+, pour une consommation et une dissipation thermique identiques. Il est composé de 790 millions de transistors. Il supporte la mémoire de type DDR2 Bufferisée Nova via un double contrôleur. Il est équipé d'un double cœur, chaque cœur étant doté d'une unité vectorielle VMX et d'un cache L2 de 4 Mo. Une évolution du POWER6 est apparue en novembre 2008 sur certains modèles : le POWER6+

A ce jour, les processeurs POWER6 et POWER6+ sont disponibles sur la gamme de serveurs IBM :

• IBM Blade Servers : JS12 - JS22 - JS23 - JS43
• IBM Power Servers : Power 520 - Power 550 - Power 560 - Power 570 - Power 575 - Power 595
• System p : 520 - 550 - 570 - 575
• System i : 570

Quelques caractéristiques :

1. Technologie 65 nm
2. Double cœur + double thread
3. 2 x 64 Ko de cache L1D
4. 2 x 4 Mo de cache L2
5. 32 Mo de cache L3
6. Bande passante totale de 300 Go/s
7. Support hardware du binary-coded decimal (BCD)
8. Support Altivec
9. Topologie du bus système améliorée
10. Correction d'erreurs d'un niveau inégalé
11. Package MCM qui groupe 4 processeurs POWER6 sur un seul socket (8 cœurs)

Le POWER7

Le successeur du POWER6 est prévu dans la road-map d'IBM, il devrait avoir une gravure de 45nm. Il sortira aux alentours de 2010 et a été sélectionné par la DARPA comme un processeur potentiel pour être utilisé dans leurs supercalculateurs Peta-Flops. Au début des années 2000, IBM a présenté ce projet et a reçu 53 millions de dollars de la DARPA pour continuer à participer au défi et en 2006, IBM a reçu 244 millions de dollars pour construire un ordinateur Peta-Flops pour la DARPA.

Lien externe

• (en) Power.org, le consortium créé par IBM pour promouvoir l'architecture Power
• (en) Preview du POWER6 sur RWT

• Portail de l’informatique