IBM POWER10 für Server mit über 960 Threads und Cluster mit 2 PByte RAM

Auf der Hot-Chips-Konferenz HC32 kündigt IBM den Serverprozessor POWER10 mit 7-Nanometer-Strukturen für das zweite Halbjahr 2021 an.

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IBM POWER10 für Server mit bis zu 960 Threads und Cluster mit 2 PByte RAM

IBM POWER10 mit 7-Nanometer-Strukturen.

(Bild: IBM)

Update
Von
  • Christof Windeck

Für IBM Power Systems und für Supercomputer kommt in der zweiten Hälfte kommenden Jahres der Serverprozessor POWER10 (Power10), der den seit 2017 ausgelieferten Power9 ablöst

Der Power10 aus der 7-Nanometer-Fertigung von Samsung soll die Kapazität und Energieeffizienz damit bestücker Server um den Faktor 3 im Vergleich zu Power9-Maschinen steigern. Bei KI-Algorithmen verspricht IBM Steigerungsmöglichkeiten bis zum Faktor 20 unter anderem dank neuer Datenformate wie BFloat16 (BF16).

Die neue Power ISA v3.1 des Power10, die IBM im Rahmen von OpenPOWER offenlegt, bringt über 200 neue Befehle. IBM hat zudem die externen Schnittstellen PowerAXON 2.0 und Open Memory Interface (OMI) auf bis zu 1 TByte/s beschleunigt (je 16 x8-Ports) und integriert PCI Express 5.0 (PCIe 5.0). Die PowerAXON-2.0-Schnittstelle erlaubt wie beim Power9 die kohärente Anbindung von Rechenbeschleunigern (CAPI). Ob der Power10 außer PCIe 5.0 auch CXL beherrscht, blieb offen.

Die PowerAXON-2.0- und OMI-Schnittstellen des Power10 sind flexibel nutzbar.

(Bild: IBM)

Schließlich gibt es neue Funktionen wie transparente RAM-Verschlüsselung (Transparent Memory Encryption, TME) zum Schutz von Daten in nichtflüchtigen Speichermodulen (Storage-Class Memory, SCM) sowie zur Abschottung von logischen Partitionen (LPAR) und Containern.

Pro Prozessorfassung (Socket) lassen sich bis zu 4 TByte RAM anbinden – das können aber auch andere Serverprozessoren wie AMD Epyc und Marvell ThunderX3. Doch weil OMI unabhängig von der DDR-SDRAM-Generation arbeitet, lassen sich später auch mit DDR5-Speicher bestückte OMI-DIMMs einsetzen und auch deren höhere Datentransferrate nutzen.

Differential DIMM (DDIMM) von Smart Modular mit DDR4-SDRAM und Controller fürs Open Memory Interface (OMI)

(Bild: Smart Modular)

Neu ist laut IBM die Funktion "Memory Inception", mit der ein Power10-Server via PowerAXON-Verbindung auf RAM zugreifen kann, das in einem anderen Power10-Server steckt. Das funktioniert nicht wie bei Remote DMA (RDMA) etwa via Infiniband, sondern der Speicher ist ebenso nutzbar, als wäre er physisch präsent. Memory Inception ermöglicht dadurch Server mit bis zu 2 Petabyte durchgehend adressierbarem RAM sowie flexibel konfigurierbare, "disaggregierte" Cloud-Racks, bei denen sich der RAM-Ausbau der Maschinen verändern lässt.

Auch die Konfiguration der Prozessoren ist sehr flexibel. In die Fassung (Socket) passen Module mit einem (Single Chip Module, SCM) oder mit zwei Dies (Dual Chip Module, DCM). Jedes Die kann bis zu 15 Kerne mit Achtfach-Multithreading haben (SMT8) oder 30 SMT4-Kerne. Somit sind bis zu 60 Kerne und 240 Threads in einem DCM möglich. Vier davon lassen sich per PowerAXON zu einer 4-Socket-Maschine mit 240 Kernen und 960 Threads verschalten.

Die PowerAXON-Verbindung dient auch zur Verknüpfung der Power10-Dies: Für bis zu 16 CPU-Fassungen mit Single-Chip Modules (SCM) oder bis zu 4 mit Dual-Chip Modules (DCM).

(Bild: IBM)

Kommen SCM-Prozessoren zum Einsatz, lassen sich bis zu 16 Sockets direkt verschalten.

[Update:] Damit sind dann sogar bis zu 1920 Threads pro Server möglich.

PowerAXON 2.0 lässt sich aber auch zur Kopplung von Servern zu einem Cluster nutzen, etwa anstelle von Infiniband. IBM weist darauf hin, dass noch nicht veröffentlicht wird, welche Konfigurationen tatsächlich angeboten werden – man beschreibt nur die technischen Möglichkeiten.

Physisch sind beim 15-Kern-Die mit 18 Milliarden Transistoren auf 602 Quadratmillimetern Fläche 16 Kerne vorhanden. Um die Ausbeute (Yield) zu verbessern, nutzt IBM höchstens 15.

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(ciw)