IBM在科技界再度投下震撼彈,于今年7月悄然發布了全新的Power11服務器系列,標志著自2020年以來,Power服務器系列的首次重大革新。然而,關于Power11處理器的具體細節,IBM當時并未透露太多。直到近日,在備受矚目的Hot Chips 2025大會上,IBM終于揭開了Power11 CPU的神秘面紗,詳細介紹了其架構與性能表現。
Power11 CPU架構的一大亮點是其配備的大型、高帶寬SIMD引擎,該引擎致力于提供卓越的端到端數據帶寬。盡管前代Power10 CPU已經采用了三星的7nm制程技術,但Power11并未急于邁向更先進的5nm制程,而是選擇了增強型7nm節點制程。這一決策基于IBM對客戶需求的深刻理解,即客戶更看重速度而非密度。IBM與三星的合作進一步加深,不僅限于制程技術,還引入了三星的iCube SI Interposer封裝技術,構建了2.5D堆疊,優化了電力傳輸效率。
IBM強調,Power11 CPU的核心目標是提升速度和執行效率。因此,它在結構上與Power10保持相似,單塊芯片上最高整合了16個核心(其中一個核心為備用狀態,另有8核心、12核心等配置,每個核心最高支持8線程)。時鐘速度也從4.0GHz躍升至4.3GHz,單個插槽最高支持30個核心,雙插槽CPU則可擴展至60個核心。這一配置為高性能計算提供了堅實基礎。
在AI加速方面,Power11 CPU同樣表現出色。每個核心都內置了MMA(乘法矩陣堆疊器),而外部則支持Spyre加速器,由ASIC或GPU提供動力。這些架構上的改進帶來了顯著的性能提升,小型系統效能提升高達50%,中端系統約30%,高階系統平均性能提升14%。
Power11 CPU還引入了Quantum Safe Security功能,為即將到來的量子計算時代做好準備。這一功能已經在IBM Z大型主機系統中得到應用,展現了IBM在安全性方面的前瞻布局。
內存子系統方面,Power11 CPU帶來了重大升級,IBM稱之為OMI內存架構。這一分層內存架構意味著每個芯片擁有多達32個DDR5內存接口,帶寬速度高達38.4Gbps。與上一代配備8個DDR5接口的系統相比,容量和帶寬均實現了4倍提升。這一變革催生了定制的OMI D-DIMM內存模塊,位于高效的銅制散熱器下方。
IBM對于HBM的態度則相對保守。盡管HBM的傳輸速率很快,但其容量相對較低,無法滿足IBM對于8TB DRAM和超過1TB/秒內存帶寬的追求。相比之下,OMI架構建立在經典的DDR5內存之上,能夠更好地實現這一目標。據IBM稱,OMI緩沖區增加了6到8納秒的延遲,但這一犧牲在整體性能提升面前顯得微不足道。
Power11還改進了對外部PCIe加速器的支持,特別是IBM自家的Spyre加速器。這一舉措將進一步拓寬Power11的應用場景,提升其在高性能計算和AI領域的競爭力。