IBM藉Wire-Speed CPU回归网络处理器战场

随着服务器与网络芯片的逐渐迈向融合的趋势，IBM公司公司预见了一个崭新的商机来临。IBM公司在日前推出了一系列全新芯片，并期望该系列的首款产品能够有助于使其重新回归网络处理业务。

IBM公司在日前于‘国际固态电路会议’(International Solid State Circuits Conference；ISSCC)中所发表的一篇论文中，详细描述了这款名为‘线速处理器’(wire-speed processor)的新产品。这款以45nm制程开发的SOI芯片采用了一款能够同时处理4个线程的全新64位嵌入式PowerPC处理器，并包含了许多加速器与16颗核心。

“这可能是IBM公司有史以来所开发最复杂的芯片，”IBM线速处理器首席架构师Charles Johnson评论道。Charles Johnson曾经担任IBM Power4处理器的首席架构师。他还参加过Microsoft Xbox 3609视讯游戏机处理器设计中负责IBM部份的设计工作。

这款16核心芯片在428平方毫米的芯片上整合了14.3亿个晶体管。相形之下，IBM的高阶服务器CPU──8核心的Power7也不过是在567平方毫米的芯片面积上整合了12亿个晶体管。

“当初IBM晶圆制造厂的人员告知我们这些光罩难以制作时，我们就意识到这可能比Power7更为复杂，于是我们开始计算芯片上的晶体管数目，”Johnson提到。

然而，相较于旨在取得最高性能的Power7而言，这款线速处理器的目标在于实现单位功率的最高吞吐量。该新款芯片系列可能包括从功耗65W的2.3GHz 16核芯片，到功耗20W的1.4 GHz 4核芯片等多个版本。

Johnson表示，该芯片的产品定位大约介于Sun Microsystem公司Niagara多核心服务器处理器，以及Cavium Networks或RMI公司较传统的封包处理器之间。

“它不是一种网络处理器或服务器处理器，而是介于二者之间，处于两个领域交界模糊地带的产品，”Johnson指出。

这些芯片将应用于一系列独立式系统，以及服务器中的PCI Express配接卡。虽然主要是针对IBM自己的系统应用而设计，不过IBM也很乐见于该产品的商用化销售。

此外，Johnson并表示，IBM公司的软件部门也一直与该处理器团队密切合作。

“线速处理器是工作负载优化运算的一个最佳例子，”Johnson表示。

“基本上，它听起来就像一款高端ASIC，类似于思科(Cisco Systems)专为其路由器和交换机所开发的产品，”市场观察机构The Linley Group公司负责人Linley Gwennap评论道。

虽然它的功耗与现有的服务器与网络处理器的功耗差不多，但其芯片尺寸却差很多，Linley Gwennap补充道。

“这是一款巨大的芯片，比英特尔所制造的大多数PC与服务器处理器更大，而且可能是许多网络处理器尺寸的两倍，因此在成本方面它并不具备什么竞争优势，”Gwennap表示。

“相较于采用一款商用化芯片而言，我并不觉得这些产品具有特别显著的优势，”他指出。“对于IBM来说，优点在于能够充分利用其PowerPC基础架构和软件，而不必采用Cavium或NetLogic公司所提供的MIPS芯片，”Gwennap补充道。

Johnson指出，IBM这5年来一直致力于这一技术概念的研发。一开始的前两年，IBM Research专注于终极多核心处理器和新兴工作负载的概念而进行。而大约在两年前，这项研发工作转变为包含了IBM的芯片、系统与软件部门的产品概念。

该芯片包含了一个XML加速器，以及一个常规表述的处理器和几个加密的加速器。它可执行于Linux操作系统，并支持Linux虚拟管理程序(hypervisor)，以实现所有I/O、处理器和内存组件的虚拟化。

Johnson表示，利用新一代制程技术，增加更多现有的核心和加速器模块，便可使设计轻易地从10Gbit 升级到100Gbit的以太网络工作负载处理能力。

在一个对称的多处理系统中，最多可连接4个16核心芯片，而不必再额外使用网桥芯片。每一款处理器都可支持高达8Mbyte的高速缓存和4个10G以太网络端口。

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