Микропроцессор z196 [1] — это чип, созданный IBM для своих мэйнфреймовых компьютеров zEnterprise 196 и zEnterprise 114 , анонсированный 22 июля 2010 года. [2] Процессор разрабатывался в течение трех лет инженерами IBM из Покипси, штат Нью-Йорк ; Остина, штат Техас ; и Бёблингена , Германия , стоимостью 1,5 миллиарда долларов США. [3] Процессор , произведенный на заводе IBM в Фишкилле, штат Нью-Йорк , начал поставляться 10 сентября 2010 года. IBM заявила, что это был самый быстрый микропроцессор в мире на тот момент. [4]
Чип имеет площадь 512,3 мм2 и состоит из 1,4 миллиарда транзисторов, изготовленных по 45-нм технологии производства КМОП-структуры « кремний на изоляторе » компании IBM , и поддерживает частоту 5,2 ГГц : [1] на тот момент это была самая высокая тактовая частота ЦП, когда-либо выпускавшегося для коммерческой продажи.
Процессор реализует архитектуру CISC z/Architecture с новым суперскалярным конвейером с неупорядоченным выполнением и 100 новыми инструкциями . Конвейер инструкций имеет от 15 до 17 стадий; очередь инструкций может содержать 40 инструкций; и до 72 инструкций могут находиться «в полете». Он имеет четыре ядра , каждое с частным кэшем инструкций L1 объемом 64 КБ , частным кэшем данных L1 объемом 128 КБ и частным кэшем L2 объемом 1,5 МБ . Кроме того, имеется общий кэш L3 объемом 24 МБ, реализованный в eDRAM и управляемый двумя контроллерами кэша L3 на кристалле. Также имеется дополнительный общий кэш L1, используемый для операций сжатия и криптографии. [1]
Каждое ядро имеет шесть RISC -подобных исполнительных блоков, включая два целочисленных блока , два блока загрузки-хранения , один двоичный блок с плавающей точкой и один десятичный блок с плавающей точкой. Чип z196 может декодировать три инструкции и выполнять пять операций за один тактовый цикл. [1]
Чип z196 имеет встроенный контроллер памяти DDR3 RAM , поддерживающий конфигурацию RAID для восстановления после сбоев памяти. Z196 также включает контроллер шины GX для доступа к адаптерам канала хоста и периферийным устройствам. Кроме того, каждый чип включает сопроцессоры для криптографической и компрессионной функциональности. [1]
Несмотря на то, что процессор z196 имеет встроенные возможности симметричной многопроцессорной обработки (SMP), есть 2 специализированных сопутствующих чипа, называемых общим кэшем (SC), каждый из которых добавляет 96 МБ кэша L4 вне кристалла, что в сумме дает 192 МБ кэша L4. Кэш L4 является общим для всех процессоров в книге. Чип SC состоит из 1,5 миллиарда транзисторов и имеет площадь 478,8 мм2 , изготовлен с использованием того же 45-нм процесса, что и чип z196.
Каждый чип также имеет 24 МБ кэш-памяти L3, совместно используемой четырьмя ядрами чипа. [1]
Система zEnterprise System z196 использует многочиповые модули (MCM), что позволяет шести чипам z196 быть на одном модуле. Каждый MCM имеет два общих чипа кэша, что позволяет процессорам на MCM быть соединенными с помощью каналов 40 ГБ/с. [1]
Различные модели zEnterprise System имеют разное количество активных ядер. Для этого некоторые процессоры в каждом MCM могут иметь отключенное четвертое ядро. [5]
zEnterprise System z114 использует процессоры z196, но не использует MCM, поэтому процессоры упакованы в однокристальные модули (SCM). Два SCM и один чип Shared Cache монтируются вместе в процессорном отсеке. Эти процессоры также работают на пониженной скорости, на частоте 3,8 ГГц. [6]