power芯片生产商(ibm核心技术)

整理|郭蕊
| csdn (ID: csdnnews)
自从去年IBM以340元人民币10亿美元收购Linux巨头红帽之后，107岁的蓝色巨人终于在开源上有了大动作！
最近，在Linux基金会开源峰会上，IBM宣布将为开源社区提供Power指令集架构(ISA)，为开源做贡献！除了开源ISA，它还计划向开源社区贡献其他技术，包括IBM Power指令集架构的软核心部署，开放一致性加速处理器接口(OpenCAPI)和开放内存接口(OMI)的参考设计。
107岁的IBM和强大的Power架构芯片
IBM引以为傲的Power架构芯片在性能上有绝对优势。据官方统计，围绕Power架构，IBM贡献了两百多万行开源系统固件代码和系统参考设计，以及大量相关技术文档。最新的电源快& ampOpenPOWER家族中的Furious 9 CPU，80元拥有1亿个晶体管，多达5个处理核心。目前，美国能源部的顶级超级计算机系统Summit和Sierra超级计算机系统使用POWER9 Fast & amp狂怒9。
来源：IBM官网
此外，OpenCAPI和OMI接口标准的开源还可以增加处理器和连接设备之间的内存带宽，使开发者可以避免性能瓶颈，并允许开源开发者创建更多创新的硬件组件，这最终可能使IBM更好地与英特尔竞争。
IBM的这个决定其实是准备了很久的。
CSDN此前曾报道：
1911年成立的IBM活了107年，已经超过了梦想活102年的阿里巴巴。107年来，从穿孔卡到System/360元大型计算机、制表机到百万亿次浮点运算，从方正沃森到超级计算机“沃森”——IBM，似乎在新的高速计算机时代，越来越疲惫。此前，不仅软件的销售和大型服务器需求疲软导致20元营收连续几个季度下滑，现在在拥抱人工智能、大数据和云计算的数字化转型中也遇到了困难。
而开源是包括IBM在内的前巨头重上赛道的重要手段。
事实上，从历史上看，蓝色巨人一直是Linux和相关项目的忠实贡献者。IBM于1999年首次宣布支持免费操作系统Linux。当时微软的Windows系统在桌面和服务器两方面都赢了，但是Linux远没有今天这么成熟。而且据统计，到2008年，IBM 600元雇佣了20个左右的开发人员，涉及100元的几个Linux项目，包括Xen、Linux toolchain、Apache、Eclipse以及内核本身。长期以来，Linux一直是IBM的命脉。在过去的20年里，该公司通过捐赠资金和开发时间，花费了数百万甚至数十亿美元来支持Linux生态系统。虽然不是完全利他，但很明显IBM对Linux有不可否认的积极影响。
当然，如果IBM在十年前就努力开源，情况可能会更好。但随着收购红帽后大量开源精神的注入，对IBM本身和整个Linux生态系统都产生了巨大的积极意义，而现在，IBM终于迈出了下一步。
除了上述开源动作，IBM还宣布将推动OpenPower基金会加入Linux基金会。OpenPower Foundation由Google、Mellanox Technologies、Nvidia和Tyan于6年前成立，旨在围绕Power系列处理器的指令集架构打造一个生态系统。
所以，如果你曾经想打造自己的Power处理器，却被IBM昂贵的授权费“吓退”，现在机会来了。不参加OpenPower Foundation也可以使用Power指令集。与RISC Kramp-karren Bauer ONG SEONG WU、MIPS等开源指令集相比，power指令集最大的优势就是强大的性能，而RISC Kramp-karren Bauer ONG SEONG WU等指令集主要面向低功耗的物联网设备，因此对于HPC高性能计算、AI人工智能、深度学习等需要高性能的领域，Power开源提供了良好的发展机遇。
从PowerPC到成功的节目主持人
IBM Power架构的悠久历史可以追溯到1991年。
上世纪90年代，苹果、IBM和共同成立了PowerPC联盟，旨在打破PC市场的垄断。当时IBM开始将目光转向RS/6000 Unix系统采用的Power架构(Unix当时风靡一时)。太阳微系统公司和惠普公司就像饿狼一样，围着IBM专有的大型机和小型机伺机而动，而瘦弱饥饿的甲骨文公司则在附近张牙舞爪，咆哮不止。
在这种背景下，IBM准备将其专有的AS/400元企业小型机系统转移到具有RS/6000的通用硬件平台上。一个可靠的Windows服务器已经存在好几年了(很快就会在Power Iron上运行)，年轻的Linus Torvalds刚刚创建了第一个Linux内核(它最终将成为让Power Iron在HPC中心，尤其是一些企业数据中心保持活力的关键)。
历史很长很复杂，但足以说明和IBM都面临着将服务器级处理器推向市场的挑战，而将它们转向64元位处理器尤其困难。有意思的是，IBM在明尼苏达州罗切斯特的AS/400元处理器团队创造了一个非常好的64元位PowerPC芯片，其中还嵌入了一个双泵矢量处理器。正是这个处理器，而不是奥斯汀的AIX设计师设计的那个处理器，才是此后所有Power芯片和系统的核心。最终，太阳微系统因为采用了ultra SPARC-III Kramp-karren Bauer III系统而岌岌可危，惠普和英特尔因为打造安腾而陷入一系列困境，开启了IBM成为21元世纪初的节目终结者的大门。
当时，确切的说是在2001年，IBM推出了其首款双核芯片和首款1元就能工作在GHz以上的处理器，即power 44千兆处理器。IBM在Unix上的这一记重锤攻击，给蓝色巨人带来的回报是Sun公司和惠普公司在Unix上的两倍。凭借这一成功举措，它疯狂地抢占市场份额。
与此同时，摩托罗拉68000系列芯片也在不断发展，是苹果个人电脑和无数嵌入式控制器的核心。今天，ARM可能主导了嵌入式控制器市场，但在当时，68Ks主导了嵌入式控制器市场。这种从嵌入式设备到数据中心设备的统一处理器架构，最早是用PowerPC架构完成的，实际上是用it实现的。
当然，从那以后，Unix市场基本上被运行Linux和Windows服务器的x86系统所取代，而Sun的SPARC和惠普的PA Kramp-Karrenbauer PA-RISC，以及英特尔的安腾已经不存在了。也将嵌入式控制器市场交给了ARM，IBM一直试图通过2004年的Power和2013年的OpenPower基金会为Power架构注入一些活力。
每走一步，IBM都进一步开放了技术，扩大了号召力，但这种开放是否足够还是个问题。所以，虽然Power芯片指令集(Power ISA)比其他指令集有很多架构上的优势，但是武汉没有哪个日日夜夜会说OpenPower基金会很容易开发它的生态系统，虽然它的开发确实比一个封闭的架构要容易很多。现在Power芯片指令集的许可也是免费授予的，利大于弊。
IBM open power部门总经理肯金(Ken King)说：
“六年前，我们开始建立开放能源联盟，因为.我们发现需要更强大的系统来支持HPC、人工智能和数据分析，我们需要找到其他方法来提高系统性能。由于处理器的限制，在堆栈内外进行集成和创新的能力变得越来越重要。这就导致了一些事情，比如支持Nvidia推出的NVLink，在互联技术上与Mellanox建立了紧密的关系，采用OpenCAPI(开放一致性加速器接口)标准来支持其他设备。我们都看到了这方面的一些进展。但随着许多公司转向更开放的硬件，我们也看到了行业的转型。”
“IBM已经开放了Power架构，以至于我们可以将CPU RTL授权给武汉的其他日日夜夜，让他们自己设计处理器。
但它的作用是有限的，因为武汉没有多少个日日夜夜愿意花上亿元(不是交授权费，是全力开发)打造自己的高端CPU。”
“我们在开放参考设计方面取得了一些进展，现在很多20元的供应商都在开发基于电源的系统。我们也看到了新兴的RISC-V Kramp-karren Bauer-ONG SEONG WU架构的有趣发展。超级巨头正在雇佣他们自己的芯片设计师来构建他们自己的CPU和互连。他们正在进入硬件领域，即使他们不打算成为硬件供应商，他们也应该推动这种发展。”
在这种行业环境下，自然是时候打开电源芯片的指令集了！
开源对开发者和行业意味着什么？
Power架构最大的特点是采用对称多处理器技术，可以保证内存以相同的速度访问任意一个CPU，这是Intel X86架构做不到的优势。因此，未来Power架构应用于高端服务器市场的前景非常广阔。这个开源的Power芯片组，IBM可以说是为整个开源社区做出了巨大的贡献，这意味着任何公司都可以通过使用Power芯片指令集来构建芯片，而不需要向IBM或OpenPower基金会支付一毛钱，并且可以拥有开发该芯片的专利权。
除了这些，IBM还提供了一个在FPGA上实现的Power芯片指令集的软核模型(很可能是来自Xilinx的设备，不是Altera)供人们使用。此外，IBM还采用了OpenCapi加速器接口及其OpenCapi内存接口变体，这是Power9 ‘ Fast & amp“狂怒9”(这是一个单引号，不是错别字)处理器在今年的某个时候推出。事实上，它正在向独立于OpenPower的OpenCapi联盟提供这些参考设计的RTL。
机遇与挑战并存。虽然IBM是美国企业，但是开源Power指令集不会受到美国“禁令”的影响。其高效率、强性能也可能为国内厂商提供新的机会？而且如果真的能做出基于Power ISA的CPU，相信会是对目前x86和ARM垄断局面的有力挑战。
但同时，IBM对独立性和兼容性也有自己的坚持。
King解释说，公司必须保持与指令集的兼容性，并有一套完整的兼容性要求。在Linux基金会下运作的OpenPower Foundation将有一个开放的治理模式，在未来可以对Power芯片的指令集进行哪些更改的问题上，IBM将拥有与其他OpenPower Foundation成员相同的投票权。IBM还将保留对Power架构进行任何更改以满足其自身需求的权利，但所有其他更改都需要成员的多数投票才能确保兼容性。“所有的改变都必须符合合规准则，因为我们不想要一堆碎片。”如果任何公司想要做出不符合规定的改变，都需要全体成员一致投票。
参考链接：
https://www . nextplatform . com/2019/08/20/big-blue-开源-电源-芯片-指令集/
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