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IBM verdrahtet Künstliche Intelligenz in seinen Prozessoren

| Autor / Redakteur: Kriemhilde Klippstätter / Ulrike Ostler

Auf der Agenda der „Power“-Entwicklung steht „P9 mit advanced I/O“. Und sonst?
Auf der Agenda der „Power“-Entwicklung steht „P9 mit advanced I/O“. Und sonst? (Bild: IBM)

Nach Vorstellung der beiden „Power-9“-Varianten „scale-out“ (2017) und „scale-up“ (in diesem Jahr) soll im kommenden Jahr der Prozessor „P9 mit advanced I/O“ als eine weitere Version folgen. Hauptkriterium dieser CPU ist die „Power Axon“-Signaltechnik. Was ist das und was steht danach auf der Roadmap von IBM?

IBM hat mit den Power-9-Chips mächtige Prozessoren konzipiert, die über einen großen L3-Cache, aufgebaut aus eDRAMs verfügen. Außerdem unterstützen sie PCIe Gen4 (mit 48 Pfaden), was die Konkurrenten AMD und Intel erst Ende 2019 erreichen wollen. Die Scale-out-Variante des Chips mit direct attached memory liefert eine Bandbreite von bis 150 Gigabit pro Sekunde (GB/s) bei low latency access.

Der „Power“-Scale-up-Prozessor
Der „Power“-Scale-up-Prozessor (Bild: IBM)

Die Scale-up-Version des Prozessors nutzt eine serielle Schnittstelle für die Verbindung mit acht Buffer-Chips. Jeder der Pufferspeicher verfügt über vier Kanäle, so dass insgesamt 32 Wege zu den DDR4–Speichern führen. Jede Scale-up-CPU kann damit 4 Terabyte RAM handhaben. Der Scale-up-Prozessor liefert mit seinem Acht-Wege-SMT (Simultaneous Multithreding) eine Bandbreite von bis zu 230 GB/s. Soweit die bekannten Daten.

„Axon“ nennt IBM die neuartige Signaltechnik in den Power9-Chips, die für eine Schrittgeschwindigkeit von 25 Milliarden Transfers pro Sekunde (25 GT/s) sorgen soll. Den Namen Axon leitet IBM von den im Haus benutzten Abkürzungen A und X für die SMP-Verbindung zwischen den CPUs ab (X-Verbindungen sind on-module, A-Links off). Das „O“ steht für OpenCAPI, also die Open Interface Architecture, über die die CPU mit Beschleunigern und I/O-Devices verbunden werden kann und das „N“ für den NVLink, über den Grafikprozessoren zusammengeschaltet werden.

Die Roadmap fü die Power-Prozessoren von IBM.
Die Roadmap fü die Power-Prozessoren von IBM. (Bild: IBM)

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In der Hirnforschung aber bezeichnet „Axon“ einen Nervenzellenfortsatz, der den Impuls einer Gehirnzelle weiterleitet. Kein Wunder, dass Big Blue für sich reklamiert, in der Power9-CPU sei Künstliche Intelligenz bereits verdrahtet eingebaut.

Für IBM bedeutet das Axon-Konzept vor allem mehr Flexibilität beim Einsatz des Prozessors gab Power-Architekt Jeff Stuechli anlässlich der diesjährigen Hot Chips Konferenz bekannt: „Ein Prozessor kann ein großes SMP-System sein oder so konfiguriert werden, dass er mit vielen GPUs spricht oder auch mit einer Mischung aus FPGAs und GPUs.“

Im kommenden Jahr soll der P9 mit Advanced I/O auf den Markt kommen. Die Axon-Technik soll dann auch von der Version 3.0 von NVLink profitieren – so Nvidia den Chip rechtzeitig fertig stellt. Ab 2020, so die Roadmap der Power-Prozessoren, wird dann die Power10-Generation die Arbeit aufnehmen, natürlich mit noch mehr Stärke und Geschwindigkeit.

* Kriemhilde Klippstätter ist freie Autorin und Systemischer Coach (SE) in München.

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