Лига Сисадминов

первое поколение IBM POWER позволяло одновременное выполнение одной команды загрузки/сохранения/перехода, одной целочисленной команды и одной команды с плавающей запятой. каждая по 32 бит, значит нужны не менее 96 битов для загрузки трех команд из памяти. поэтому шина доступа к памяти сделали шириной в четыре слова, или 128 битов. на схеме это четыре блока кеша данных (data-cache unit / DCU), 32 битов каждый.

на каждой плате четыре пары 32-битовых планок памяти, что позволяет чередованием достичь более высокой скорости доступа к данным. 64-битовые платы памяти нужно устанавливать попарно.

знакомая хитрость, которой пользовались и пользуются все производители сложных микросхем: часть отбракованных на производстве микросхем можно вернуть в строй, понизив тактовую частоту или выключая неработающие блоки. другие удешевляют, жертвуя параметрами. многим знакомы 16-битовые процессоры Intel 8088/80188 с 8-битовой иной данных, или 32-битовые Motorola 68000 и Intel 80386SX с их 16-битовой шиной. процессоры POWER не исключение, существует упрощенный вариант процессора с выполнительными блоками пониженной тактовой частоты и двумя блоками кеша. в них шина к памяти 64 бит и платы памяти можно устанавливать поштучно.

например из первых моделей POWERserver 320 и POWERserver 520 работали на 20 МГц, включали только 32 килобайт кеша, шина к памяти была 64-битовой и оснащались одной картой памяти на 8 MB. зато модели POWERserver 530 и POWERserver 540 работали на 25 и 30 МГц соответственно, включали 64 килобайт кеша, имели 128-битовую шину, а объем памяти начинался с 16 MB (2х8MB) и 64 MB (2x32MB).

доступ к устройствам ввода-вывода осуществляется через отдельную шину System Input/Output (SIO). о ней очень мало известно, но она 64-битовая. последнее приводило немало людей к заблуждению, что это 64-битовая шина MicroChannel, хотя между ними сидит Input/Output Channel Controller (IOCC). предположительно работала на частоте процессора.

шина MCA позволяет обмен 64-битовыми двойными словами через 32-битовую шину при помощи "мультиплексирования". о последнем тоже мало что известно и даже служители IBM порой пишут невероятные вещи. догадываясь по скудным данным в открытом доступе, "мультиплексирование" проводит обмен второго 32-битового слова через линии адреса. таким образом некоторые платы линейки RS/6000 могли достичь теоретический максимум в 80 MB/s, что в серверах PS/2 ограничено до 40 MB/s. встречал упоминания, что на практике можно было достичь около 77 MB/s при обменах блоками в 4 килобайт. все это при частоте шины в 10 МГц. теоретически при частоте в 20 МГц потолок скорости 160 MB/s, но не знаю был ли когда-либо достигнут. жадность IBM проиграла PCI.

также очень мало известно о Serial Optical Channel Converter (SOCC), что появился годом позже на серверах 500 серии и 900 серии. в открытом доступе есть упоминания, что скорость каждого из двух оптических портов была 220 Мбит/с, что в те времена было вдвое быстрее самого быстрого наличного сетевого стандарта FDDI. устройства поддерживают связь точка-точка между машинами, но IBM указывает, что можно купить коммутатор у партнера. операционная система AIX поддерживает связь по протоколу TCP/IP через Serial Optical Link.

с улучшением технологии изготовления микросхем появляются некоторые улучшения производительности за счет повышения тактовой частоты. за этим можно подозревать связанную с частотой процессора скорость шины SIO, но потверждения тем подозрениям вряд ли удастся найти. процессоры POWER работали на частотах 20 МГц, 25 МГц и 30 МГц. первое улучшение (POWER+) достигло частоты в 25 МГц, 33 МГц и 41 МГц. второе улучшение (POWER++) дало 25 МГц, 33 МГц, 41 МГц, 50 МГц и 62,5 МГц. на таких относительно высоких частотах задержка доступа к памяти уже является основным узким местом. это приводит к замене плат памяти на новых моделях.

машины POWERserver 970 и POWERserver 980 добавляют второй IOCC на шине SIO, что дает вторую шину MicroChannel (2x 80 MB/s) и еще два порта SOCC.

на смену первому поколению приходит второе. для дальнейшего повышения производительности повышается суперскалярность. в процессорах POWER2 уже два АЛУ и два блока вычислении с плавающей запятой. их нужно запитывать и шина к памяти расширяется до 256 бит, а карты памяти лучше добавлять группами по четыре. хотя возможность установить всего лишь две карты памяти предусмотрена, но это сужает шину до 128 бит с потерей производительности.

вторая шина MicroChannel в модели POWERserver 990 уже не добавляется по заказу, а установлена штатно.

(продолжение следует...)