The BlueGene/Q uses 18 PowerEN-based cores.

圖：BlueGene/Q處理器使用了18個基于PowerEN的內核。

IBM已經(jīng)成為首家交付使用事務型內存的商用微處理器的公司。事務型內存是多內核芯片研究人員研究了多年的一種新部件。

Sequoia超級計算機是IBM正在為Lawrence Livermore國家實驗室研制的一種超級計算機，而這種計算機中使用的BlueGene/Q處理器就將采用IBM在Hot Chips大會上發(fā)表的論文中披露的這種新部件。Sequoia將在2012年完工，有望提供20petaFLOPs（peta＝1015）的強大性能。

當Sequoia完工時，這臺超級計算機可能成為世界上功能最強大的系統(tǒng)之一。而這種系統(tǒng)的一個早期版本就已經(jīng)被列為具有最高能效的超級計算機之一。

事務型內存是將相關任務組織為一個大任務以便更加高效處理的一種方式。它能替代目前鎖定數(shù)據(jù)直到一個復雜任務完成的傳統(tǒng)方法，而這種傳統(tǒng)方法有可能降低計算機其它操作的速度。

以前的Sun Microsystems（現(xiàn)在是Oracle的一個部門）曾在用于大型數(shù)據(jù)庫計算機的Rock微處理器中實現(xiàn)過事務型內存。然而，Rock芯片從未真正交付使用，因為在Oracle收購Sun時這個項目被迫取消了。

據(jù)以前Rock芯片的一位工程師透露，Sun曾測試過這種技術，并且發(fā)現(xiàn)這種技術對某些應用來說有顯著優(yōu)勢，但對其它一些應用可能沒有多少幫助。這種技術幾乎不需要專門的硬件，他表示。

Intel和微軟公司的研究人員研究事務型內存也有好幾年了。Silicon Graphics公司一位前任工程師表示，當該公司設計自己的處理器時，他以為這種技術又回來了。

IBM只在單顆芯片范圍內實現(xiàn)事務型內存，并在芯片的二級緩存中使用了標記機制。這些標記用于檢測在由計算機調度的所謂原子事務所使用的數(shù)據(jù)中發(fā)生的任何加載/存儲沖突。

如果沒有發(fā)現(xiàn)沖突，任務就能得到處理。如果發(fā)現(xiàn)沖突，芯片將要求系統(tǒng)軟件進行解決。

與傳統(tǒng)鎖定機制相比，IBM方法可以減少時延，即使在具有大量數(shù)據(jù)競爭的條件下效果也很顯著，這要歸功于快速片上內存的使用，IBM公司高級工程師Ruud Haring表示。Haring一直在研究這種芯片，并發(fā)表過有關這種芯片的論文。

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IBM使用自己的嵌入式DRAM工藝搭建芯片的32MB二級緩存。這些內存組使用“大量靈活的技巧”來創(chuàng)建多版本的緩存，Haring指出。

工程師對他們的工作將帶來實質性好處持非常樂觀的態(tài)度，但他們仍然在調整超級計算機的編譯器，可能他們還缺少性能數(shù)據(jù)。“感覺很好！”Haring表示。

觀察人士認為，IBM研究成果的確顯著，但無法被其他設計師所廣泛使用。更有用的方法是，在用復雜的緩存關聯(lián)機制鏈接的處理器群組中實現(xiàn)事務型內存，這些觀察人士表示。

使用IBM超級計算機的編程人員是世界上經(jīng)驗最豐富的一些軟件編程人員，而且他們使用有限的應用程序集。因此他們是驗證事務型內存的最佳人選，參加Hot Chips大會的工程師們表示。

IBM芯片使用18個內核，一個內核僅用于處理操作系統(tǒng)任務，另一個保留在那里作為備份。這些內核都是定制的電路設計，并以IBM通信芯片中使用的PowerEN內核作為基礎。

考慮到相對小批量的銷售，BlueGene/Q處理器的其余部分采用ASIC工藝設計。Sequoia超級計算機可能使用多達10萬個這樣的芯片。這些芯片使用了14.7億個晶體管，尺寸為19x19mm，運行速率為1.6GHz，功耗為55W，可提供204Gflops的處理性能。

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來源：[db:出處]

作者：tee