近日,IBM正式发布开放的POWER8全新系统平台,同时推出一系列全新的Power Systems服务器。作为IBM最为强悍的对手,Intel已凭借x86服务器,将IBM的Power市场挤占得所剩无几, POWER系统成了近两年IBM的负能量。不知打着开放大旗的POWER8是否会成为一个历史转折点呢?
在POWER系统发展的这24年里,服务器的处理器世界也从早日的喧嚣变得越发冷清。如今企业服务器的处理器没有太多选择,据统计Intel有着97%的市场。面对着x86如潮水般的圈地,IBM至少能寄希望于以开放为利器冲出重围。让我们从POWER的发展历史来梳理下,POWER和它的对手们一直过着怎样的日子。
POWER1
1990年,IBM为PowerServer和PowerStation工作站推出了基于RISC(精简指令集)系统的第一代POWER处理器,为IBM今日在UNIX领域的辉煌奠定了基础。POWER1一经推出,便成为当时最强大的服务器处理器。当时活跃在POWER1周围的,有HP的PA-RISC、Sun的 Sparc、Intel的486几种服务器处理器。当时,Intel的x86处理器刚刚成为PC服务器的CPU,只用于一些低端服务器,各厂家UNIX服务器依旧会采用自己的处理器。除Intel 486依旧采用CISC架构外,其它服务器处理器都已使用RISC处理器。与当时其它的RISC处理器不同,POWER1进行了功能划分,这为这种功能强大的芯片赋予了超量计算的能力。它还有单独的浮点寄存器,可以适应从低端到高端的 UNIX 工作站。
POWER2
POWER2发布于1993年,一直使用到1998年。为人所熟知的是,IBM层凭借使用此款芯片的深蓝超级计算机在1997年击败了国际象棋冠军Garry Kasparov。最初的Power2产品包括7013-58H (55 MHz)、7013-590 (66 MHz)和7015-990 (71.5 MHz),Power2处理器与前作相比有了诸多重大改进,更适合科学和技术应用。
伴随着POWER2的风光, Intel开启了Pentium时代。作为486的后代,PC服务器地位更加稳固,x86在PC服务器领域的光芒开始逐渐显现。
Power3
1998年Power3问世,让IBM处理器突破性从32位发展到了64位。该处理器统一了Power2架构 (P2SC)和PowerPC架构,是针对技术应用而设计。也是在这一年,IBM决定开始向IT信息服务提供商转型。这为后来的PC业务出售事件埋下了伏笔。
Power3出现近两年里,Intel在服务器处理器领域风生水起。不但有了采用最新P6架构的高端CPU Pentium Pro,还和惠普孕育着第一款安腾处理器的诞生。
Power4
2001年IBM发布Power4芯片,从而有了世界上第一颗双核处理器。这一创新是IBM领先竞争对手的一大步,因为Intel的双核时代还要等上4年。但Intel这一年也没闲着,不但有了针对对工作站和服务器市场的至强系列处理器,安腾(Itanium)的第一款64位处理器也成功发布。在安腾系统推出之际,有十余家服务器厂商都推出了安腾服务器产品,其中包括康柏、IBM、Dell、 Unisys、HP、SGI、日立、布尔、NEC、富士通。操作系统方面得到了微软Windows Server、众多Linux、惠普自己的HP-UX等多种系统的支持。
此时,至强系列处理器走的依旧是中低端路线,安腾针对的就是IBM所在的高端市场。安腾的微架构是彻底的不同于其它Intel处理器采用的x86(包含x86-64)架构。除了Power4,HP PA-RISC,Sun UltraSparc-III及DEC Alpha等服务器也是安腾的竞争对手。
Power5/ POWER5+
POWER5的技术细节首先在2003年的Hot Chips会议上公布,2004年得以上市。POWER5由POWER4改良而来。相比于POWER4,POWER5增加了对对称多线程(SMT)的支持,并且在芯片上集成了内存控制器。此外,POWER5是一款双核处理器,其中每个处理核心可以处理一路物理线程,以及两路逻辑线程。因此,POWER5具有两物理线程以及四逻辑线程的处理能力。一年之后,POWER5由其继任者POWER5+取代。
这期间,安腾2问世,Intel的高端服务器也进入了双核时代。代号为Montecito的Itanium 2处理器也将Intel从130nm带入了90nm制程。同时期,Intel的其它处理器都已经全面转入65nm。
然而,IBM早在POWER3时代就进入了64位时代,Intel安腾2依旧是32位架构。除了HP一直在鼎立支持,并用安腾2逐步替换自己的PA-RISC,包括戴尔、微软、甲骨文在内的很多企业表示停止对安腾系统的支持。除了架构研发滞后,Intel与HP的合作之间也矛盾不断,安腾系统表现出了衰落迹象。
POWER6
2007年5月,POWER6正式发布。POWER6是IBM推出的有史以来频率最高的微处理器,速度为4.7 GHz,是其上一代POWER5处理器的2倍,但运行和散热所消耗的电能基本相同。POWER6处理器的速度几乎是HP服务器产品线所使用的最新HP Itanium处理器的3倍。
除了性能的极大提升,IBM也从POWER6开始将Power6处理器用于刀片服务器,以取代原来的PowerPC处理器。由于此前基于PowerPC处理器的刀片服务器主要应用于高性能计算领域,而Power6系列处理器的引入,表明IBM UNIX刀片产品正试图向传统企业计算领域转变。
在整个2007年,65nm的双、四核心Xeon都将是Intel双路服务器处理器的主力军。由于x86架构的成功,英特尔甚至惠普在对待安腾市场滑落的问题上表现得有些顺其自然。
POWER7
2010年,POWER7发布。Power7的一个重点是多路处理器,Power7实现了SMP的硬件一致性处理。一般而言,随着处理器数量的增多,处理器互联总线的带宽需求呈非线性的增长,受限于总线技术,一般的SMP系统在4路到8路左右就已经达到了饱和(x86的SMP机器都在这个范围左右),更大的系统就必须采用其它的拓扑结构。Power7通过三个方面的设计来达到32路SMP能力:巨大的带宽、特别的拓扑结构和特别的一致性协议。Power7的处理器间总线可以提供360GB/s的带宽。
在从Power6到POWER7的这3年里,服务器市场出现了巨大变化,x86处理器成了市场冉冉升起的明星。X86服务器作为一种工业标准化产品,出货量达到服务器总体市场的9成以上。X86凭借的是成本优势,而IBM推出POWER7,依旧打的是性能牌。虽说从POWER7开始,POWER没能成为IBM的盈利看点,但POWER与x86的比拼从此也变成一个企业必答问题了。
Power8
如今,POWER8处理器的发布,相较于其前辈POWER7/7+有着明显的进步,生产工艺从32nm进化至22nm,每核心的线程数则由POWER7/7+的4个,提升至8个。所以按线程数量来划分,POWER8将达到96线程,远高于至强E5v2的24线程和E7v2的30线程。
除了一如既往的性能提升,IBM还为POWER平台在市场上的发展组建了OpenPOWER基金会。将IBM的POWER硬件资产与软件资源,以及第三方联盟伙伴的软件资源深度结合,在芯片设计、系统设计与开源软件三个层面推动POWER生态环境的发展与壮大。从某种角度上讲,它将决定POWER平台的未来发展。
面对着x86如潮水般的圈地,IBM至少能寄希望于开放杀出条血路冲出重围。
其它竞争者的现状
安腾--没落的贵族。Intel当初计划投资安腾百亿美元研发的话题没了下文。如今,能知道安腾最新的消息恐怕只能从HP那里了。但听起来不太妙的是,HP正计划将其NonStop操作系统进行移植,也就是将这款目前运行在安腾系统上的分布式数据库管理系统推向英特尔至强处理器平台。由此可见,安腾步入末落已是不言自明。
SPARC--缺乏存在感。甲骨文的最新款SPARC处理器是SPARC T5,不过甲骨文旗下的主流T5服务器采用的是x86核心。从IDC的统计来看,SPARC在台湾市场依旧受宠。但从全球市场来看,其份额已经极度萎缩,SPARC曾经创造的辉煌已是一去不复返了。