Микропроцессор z196 [1] — это чип, созданный IBM для мейнфреймов zEnterprise 196 и zEnterprise 114 , анонсированных 22 июля 2010 года . [2] Процессор разрабатывался в течение трех лет инженерами IBM из Покипси, штат Нью-Йорк. Йорк ; Остин, Техас ; и Бёблинген , Германия , стоимостью 1,5 миллиарда долларов США. [3] Процессор , изготовленный на заводе IBM в Фишкилле, штат Нью-Йорк , начал поставляться 10 сентября 2010 года. IBM заявила, что на тот момент это был самый быстрый микропроцессор в мире. [4]
Чип имеет площадь 512,3 мм 2 и состоит из 1,4 миллиарда транзисторов , изготовленных по 45-нм технологии КМОП- кремния на изоляторе IBM и поддерживающих частоту 5,2 ГГц : [1] на тот момент это была самая высокая тактовая частота процессора, когда-либо выпускавшегося для коммерческой продажи.
В процессоре реализована архитектура CISC z/Architecture с новым суперскалярным конвейером с нарушением порядка и 100 новыми инструкциями . Конвейер инструкций имеет от 15 до 17 этапов; очередь инструкций может содержать 40 инструкций; и «в полете» может находиться до 72 инструкций. Он имеет четыре ядра , каждое из которых имеет частный кэш инструкций L1 объемом 64 КБ , частный кэш данных L1 объемом 128 КБ и частный кэш L2 объемом 1,5 МБ . Кроме того, имеется общий кэш L3 объемом 24 МБ, реализованный в eDRAM и управляемый двумя встроенными контроллерами кэша L3. Также имеется дополнительный общий кеш L1, используемый для операций сжатия и шифрования. [1]
Каждое ядро имеет шесть RISC -подобных исполнительных блоков, включая два целочисленных блока , два блока загрузки-сохранения , один двоичный блок с плавающей запятой и один десятичный блок с плавающей запятой . Чип z196 может декодировать три инструкции и выполнять пять операций за один такт. [1]
Чип z196 имеет встроенный контроллер оперативной памяти DDR3 , поддерживающий конфигурацию типа RAID для восстановления после сбоев памяти. z196 также включает в себя контроллер шины GX для доступа к адаптерам хост-каналов и периферийным устройствам. Кроме того, каждый чип включает в себя сопроцессоры для функций шифрования и сжатия. [1]
Несмотря на то, что процессор z196 имеет встроенные возможности для симметричной многопроцессорной обработки (SMP), есть два выделенных сопутствующих чипа, называемых общим кэшем (SC), каждый из которых добавляет 96 МБ внешней кэш-памяти L4 , что в общей сложности составляет 192 МБ кэш-памяти L4. Кэш L4 используется всеми процессорами в книге. Чип SC состоит из 1,5 миллиардов транзисторов и имеет площадь 478,8 мм 2 , изготовлен по тому же 45-нм техпроцессу, что и чип z196.
Каждый чип также имеет 24 МБ кэш-памяти L3, совместно используемую четырьмя ядрами чипа. [1]
В системе zEnterprise z196 используются многочиповые модули (MCM), что позволяет разместить шесть чипов z196 в одном модуле. Каждый MCM имеет две микросхемы общего кэша, позволяющие подключать процессоры MCM по каналам со скоростью 40 ГБ/с. [1]
Различные модели системы zEnterprise имеют разное количество активных ядер. Для этого у некоторых процессоров в каждом MCM может быть отключено четвертое ядро. [5]
В системе zEnterprise System z114 используются процессоры z196, но не используются MCM, поэтому вместо этого процессоры упакованы в однокристальные модули (SCM). Два модуля SCM и один чип общего кэша монтируются вместе в отсеке процессора. Эти процессоры также работают на пониженной частоте — 3,8 ГГц. [6]