Acht Kerne mit je 4,14 Gigahertz verarbeiten 100 Gigabyte pro Sekunde Power 7: Doppelte Leistung, gleicher Preis

Redakteur: Daniel Feldmaier

IBM stellt neue Power 7-Systeme vor. Auf dem Chip reihen sich acht Cores um einen gewaltigen Level-3-Cache. Wichtige Teile der Chip-Entwicklung sind „Made in Germany“. Der Entwicklungs-Chef deckt auf, warum Unternehmen die gewaltige Rechenleistung definitiv benötigen werden.

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Ein fertiger 300 Millimeter Power 7 Prozessor Wafer direkt nach seiner Produktion
Ein fertiger 300 Millimeter Power 7 Prozessor Wafer direkt nach seiner Produktion
( Archiv: Vogel Business Media )

Die IBM Power-Systems-Reihe feiert in diesem Jahr ihren 20. Geburstag. Alles begann 1990 mit dem RS/6000 Modell 320. Der erste Server-Prozessor hatte 20 Megahertz und verfügte über 8 bis 32 MegabyteHauptspeicher. Diese Werte werden nun mehr als tausendfach übertroffen. Die aktuell siebte Generation vereint das erste Mal acht Kerne auf einem Chip, von denen jeder mit bis zu 4,14 Gigahertz getaktet ist. 128 Gigabyte Arbeitsspeicher werden in einer mittleren Ausbaustufe empfohlen.

Auch die jüngsten technologischen Entwicklungen und eine ganze Reihe neuer Patente halten Einzug in den Power-7-Chip. Jeder Kern beherrscht vierfach Simultaneous Multithreading, dass heißt dass vier Threads pro Core gleichzeitig abgearbeitet werden. Bei insgesamt acht Kernen sind so 32 parallele Tasks möglich. Eines der wichtigsten Entwicklungsziele war es, den Stromverbrauch in den einzelnen Cores zu senken. Deshalb wurde die Taktfrequenz im Vergleich zum Vorgänger Power 6 gesenkt, der Datendurchfluss aber gleichzeitig durch eine Verbreiterung der Leitungen erhöht. Je nach Anwendungsfall können vier, sechs oder acht Cores aktiv sein. Für manche Anwendungen reicht die Leistung von vier Kernen aus, denen dann dennoch der gesamte Cache zur Verfügung steht.

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Keine fast leere Box kaufen

Dadurch dass Rechnersysteme heute immer höhere Packungsdichten erreichen, steigt der Stromverbrauch und die Wärme-Entwicklung auf kleinstem Raum immer stärker an. Um diesem Problem zu begegnen, enthält der Power 7 diverse Steuerungsmöglichkeiten für den Energiefluss. Das Active-Energy-Managment kann beispielsweise so eingestellt werden, dass ein bestimmtes Strommaximum, unabhängig von der Last, nie überschritten wird. Auch der aktuelle Stromverbrauch ist stets ersichtlich.

IBM wird vier unterschiedlich dimensionierte Systeme ausliefern:

  • Power 750, ein klassischer Midrange-Server im 19-Zoll-Format mit vier Höheneinheiten (4 Sockets, 6 oder 8 Cores pro Socket, 3,0 bis 3,55 Gigahertz).
  • Power 755 wurde gezielt für das Hochleistungsrechnen gebaut. IBM Senior IT-Architekt Klaus Gottschalk bezeichnet den Server als „Supercomputer im kleinen Paketformat“.
  • Power 770 ist für das obere Mittelfeld geeignet. Das Racksystem ist auf bis zu 64 Prozessorkerne skalierbar. Der Power 770 kann jederzeit um weitere Module ergänzt werden. Bei Mitbewerberprodukten ist es oft notwendig, eine fast leere Box zu kaufen. Mit der Power 770 kann im Gegensatz dazu Stück für Stück expandiert werden.
  • Power 780 ist ein modularer High-End-Server. Für besonders rechenintensive Anwendungen ist optional eine Turbo-Option (Taktrate bis 4,14 Gigahertz) verfügbar.

Das Blech wird getauscht

Alle „Power 6“- und „Power 6+“-Systeme können auf die Nachfolgemodelle migriert werden. Hierbei wird die Hardware komplett getauscht. Dies ist auch im laufenden Betrieb möglich, sofern kurzzeitig Platz für zwei parallel laufende Systeme vorhanden ist. Endkunden, die diesen Migrationspfad beschreiten, bekommen selbstverständlich einen besonderen Preisnachlass auf Power-7-Systeme.

Die Power-Plattform ist für drei Betriebssysteme vorgesehen:

  • IBM i, in verschiedenen Versionsgrößen
  • Linux, in der Distribution von Suse und Redhat
  • AIX EE, Version 6.1.1 Stand Februar 2010

In naher Zukunft wird IBM die Power-7-Architektur auch in einer Version unterhalb der Power 750 Systeme als Blade-Server anbieten.

Wieviel die 300 deutschen Entwicklungs-Ingenieure zum Power-7-Chip beigetragen haben und weshalb viele Unternehmen künftig gewaltige Rechenleistung für Youtube brauchen werden, lesen Sie auf der nächsten Seite.

Deutsche Ingenieurskunst im Power 7

IBM Test-Ingenieur Michael Kulikowski mit einem Power 7 Keramik-Modul. (Archiv: Vogel Business Media)

Maßgeblich an der Entwicklung des Power 7 beteiligt war das IBM-Entwicklungslabor in schwäbischen Böblingen unter der Leitung von Ralf Fischer. Hier arbeiten 300 Mitarbeiter an neuen Technologien. „Der neue Chip ist ein Quantensprung im Datendurchsatz“, schwärmt Fischer. Der Datendurchsatz hat sich gegenüber dem Power 6 vervierfacht. Er erklärt: „Wir mussten auf die 45-Nanometer-Technologie warten, denn erst sie hat es uns erlaubt, einen so enorm großen Cache mitten auf dem Chip unterzubringen.“ Alle acht Kerne können auf den gemeinsamen 32-Megabyte-Level-3-Cache zugreifen. Mittels dieser Speicherbandbreite können 100 Gigabyte pro Sekunde verarbeitet werden. Werden vier der acht Cores abgeschaltet, laufen die einzelnen Threads in den verbleibenden Kernen um etwa 20 Prozent schneller, da der Cache effektiver genutzt wird. Einfache Batch-Jobs können dann sogar in der Hälfte der Zeit abgearbeitet werden.

Doch wozu werden dieses gigantischen Rechenleistungen benötigt?

Außer den typischen Supercomputer-Rechenzentren wie sie etwa die NASA, die NSA und verschiedene Universitäten auf der ganzen Welt betreiben, rückt ein neues Schlagwort in den Fokus der Wirtschaft: „Business Analytics“, kurz BA. Ralf Fischer hat ein anschauliches Beispiel parat: „Nehmen wir an, wir befinden uns in der Modebranche und fertigen Hosen, Hemden und Röcke. Wir nähern uns dem Ende des Geschäftsjahres und planen die Bestellung neuer Stoffe für das neue Jahr. Wir analysieren die Verkäufe und versuchen Trends abzuleiten. Wir kommen jedoch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis. Nun analysieren wir alle Youtube-Videos aus den letzten sechs Monaten daraufhin, was die Leute für Hosen und Hemden tragen, wie lang die Röcke sind und welche Farben angesagt sind. Das ist Business Analystics. Einfach formuliert heißt das, ich nutze einfach alle mir zu Verfügung stehenden Daten. Hierfür sind gigantische Rechenleistungen notwendig.“ (Anm. d. Red. : Auf bekannten Videoportalen wie Youtube und MyVideo erscheinen jede Woche rund 1,3 Millionen neue Filme.) Die hohe Leistung wird auch für neue Geschäftsmodelle und Branchen-Innovationen von intelligenten Stromnetzen bis hin zur Echtzeit-Datenanalytik benötigt.

Preise und Verfügbarkeit

Preise für Deutschland sind noch nicht bekannt. Laut IBM kosten die Power-7-Systeme jedoch gleichviel wie ihre Vorgänger. Also gilt: „Doppelte Leistung, gleicher Preis.“ Mit der Verfügbarkeit auf dem deutschen Markt dürfte ab April zu rechnen sein.

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