z196處理器是一種四核芯片，在512平方毫米的面積上包含了14億個(gè)晶體管。這種芯片是IBM在紐約州Poughkeepsie的工程師設(shè)計(jì)的，由IBM在紐約州 East Fishkil的300毫米晶圓加工廠采用45納米SOI加工工藝生產(chǎn)的。IBM在奧斯汀、德克薩斯州、德國(guó)、以色列和印度的實(shí)驗(yàn)室都為z196芯片做出了貢獻(xiàn)。

　　簡(jiǎn)介

　　截止2010年08月最快CPU誕生！IBM z196主頻高達(dá)5.2GHz。

　　Porell說，我們用了15億美元制造這種芯片。在6個(gè)國(guó)家和22個(gè)實(shí)驗(yàn)室的5000人參加了這個(gè)芯片的開發(fā)工作。

　　同時(shí)，從性能的角度看，IBM最新推出的zEnterprise System是IBM迄今為止功能最強(qiáng)的系統(tǒng)。zEnterprise System中的核心服務(wù)器叫作zEnterprise 196，包含96個(gè)全球速度最快的和最強(qiáng)大的處理器，每秒可執(zhí)行500億條指令，大約是IBM流行的System/360系列服務(wù)器中的91型服務(wù)器在 1970年執(zhí)行的指令數(shù)量的1.7萬(wàn)倍。

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??????? 據(jù)了解，Z196處理器有14億個(gè)晶體管，面積為512.3平方毫米，這使其在晶體管數(shù)量和面積上都要大于POWER7芯片。z196芯片采用 了IBM的觸點(diǎn)陳列封裝，被稱為C4的金屬觸點(diǎn)封裝取代了以往的針狀插腳——其觸點(diǎn)數(shù)量驚人：8093個(gè)電源觸點(diǎn)和1134個(gè)信號(hào)觸點(diǎn)。

　　z196芯片每個(gè)核心都有64KB的L1指令緩存和128KB的L1數(shù)據(jù)緩存，這一點(diǎn)和Z10非常相似。但是z196有100個(gè)新指令和超 標(biāo)量通道允許指令重新排序，這樣Z196通道就比z10的更有效，而且其編輯代碼是不可見的。除此之外，Z196的每個(gè)核心都有1.5MB的L2緩存。

　　工作原理

　　z196引擎的超標(biāo)量通道可以在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)解碼3個(gè)z/Architecture CISC指令并執(zhí)行多達(dá)5個(gè)操作。每個(gè)核心有6個(gè)執(zhí)行單元：2個(gè)整數(shù)單元，1個(gè)浮點(diǎn)單元，2個(gè)加載/保存單元和1個(gè)小數(shù)單元。IBM表示，這浮點(diǎn)單元要比 z10芯片中的更好，但是沒有透露它在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以做多少flops。之前的一些z/Architecture CISC指令已經(jīng)被分割成塊，使其能夠更有效地分散在通道中，讓z196更像是RISC。

　　與POWER7芯片一樣，z196在芯片中采用嵌入式的DRAM（eDRAM）作為L(zhǎng)3緩存。這種eDRAM比經(jīng)常用作緩存的靜態(tài)DRAM（SRAM）速度更慢，你可以將其指定到一個(gè)特定的區(qū)域。對(duì)很多工作負(fù)載來說，讓更多內(nèi)存接近于芯片要比使用高速內(nèi)存更加重要。z196處理器有 24 MB的eDRAM L3緩存，被劃分為2個(gè)存儲(chǔ)體，并由2個(gè)片上L3緩存控制器進(jìn)行管理。

　　每個(gè)z196芯片可以作為一個(gè)GX I/O總線控制器——這種方法同樣被用于POWER系列芯片中，用于連接主機(jī)通道適配器和其他外圍設(shè)備，每個(gè)插槽分配得到一個(gè)與受RAID保護(hù)的DDR3 主內(nèi)存相連接的內(nèi)存控制器。此外，z196芯片還有2個(gè)加密和壓縮處理器，IBM大型機(jī)采用了這種第三代電路設(shè)計(jì)。

　　z196芯片采用兩個(gè)核心共享其中一個(gè)協(xié)同處理器方式，且每個(gè)核心有16KB的緩存空間。最終達(dá)到每個(gè)z196芯片有一個(gè)可連接SMP Hub/共享緩存芯片接口。如下圖所示，有2個(gè)芯片被集成到一個(gè)z196多芯片模塊（MCM）上，提供了交叉耦合允許MCM上所有6個(gè)插槽通過40GB /s相連接。Z196提供的是交叉耦合訪問方式，在MCM上提供了六個(gè)插槽以40GB/s的速度連接到各芯片上，zEnterprise 196 SMP Hub/共享緩存。

　　在IBM大型機(jī)中，z196處理引擎相當(dāng)于中央處理器（CP），而CP的互連芯片稱為共享緩存（SC）。每個(gè)SC有6個(gè)CP接口相互連接，其中有3個(gè)架構(gòu)接口連接到全加載的z196系統(tǒng)中其他3個(gè)MCM。

　　從上面的架構(gòu)圖來看，SMP Hub的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以加載到帶有L4緩存的組件上，這是大多數(shù)服務(wù)器所沒有的——幾年前IBM曾向至強(qiáng)處理器的EXA芯片組上增加了一些L4緩存（即采用了eX4架構(gòu)的IBM X3850M2/3950M2平臺(tái)，可通過擴(kuò)展組建升級(jí)為16路系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)的CPU為Xeon 7400系列）。L4緩存之所以重要，其原因在于大型機(jī)引擎的主頻要遠(yuǎn)高于主內(nèi)存速度，但是如果只通過增加一個(gè)緩存層來滿足Z196的引擎需求是非常昂貴 的。不管怎樣，這種SMP Hub/共享緩存芯片和CP一樣也是采用45nm制程工藝，有15億個(gè)晶體管，面積為478.8平方毫米，封裝中有8919個(gè)觸點(diǎn)。

　　每個(gè)MCM上部署6個(gè)CP和2個(gè)SC，MCM是一個(gè)邊長(zhǎng)96毫米的正方形，功耗1880瓦。每個(gè)處理器板有一個(gè)MCM，這使得一個(gè)完全連接的系 統(tǒng)可以達(dá)到96個(gè)CP，十幾個(gè)控制器可以訪問多達(dá)3TB RAID內(nèi)存，32個(gè)I/O Hub接口最高可實(shí)現(xiàn)288 GB/s的I/O帶寬。頂架式zEnterprise 196 M80設(shè)備中的80個(gè)CP可用于運(yùn)行工作負(fù)載，其他可以使用Parallel Sysplex集群來耦合系統(tǒng)、管理I/O和熱備份等等。

　　支持視窗系統(tǒng)

　　IBM大型機(jī)自12月16日起將支持Windows系統(tǒng)

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，從今年12月份起，IBM ZEnterprise 196大型機(jī)將在Linux、X86系統(tǒng)之外增加Windows系統(tǒng)。這將跨越許多數(shù)據(jù)中心的一條大系統(tǒng)分界線。IBM此前曾宣布有意在ZEnterprise 196大型機(jī)中運(yùn)行Windows系統(tǒng)。今年12月16日起，IBM大型機(jī)將啟用Windows管理功能。

　　用戶希望數(shù)據(jù)中心有新的運(yùn)行能力。現(xiàn)在有許多基于Windows 、可與大型機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的應(yīng)用，包括IBM制造的許多機(jī)器在內(nèi)。但現(xiàn)在此類應(yīng)用必須單獨(dú)管理。

　　IBM表示，支持Windows系統(tǒng)將促進(jìn)大型機(jī)企業(yè)環(huán)境的安全性和速度，也將使用戶得以在專用網(wǎng)絡(luò)上連接系統(tǒng)，避免其他網(wǎng)絡(luò)的波動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)一體化管理。

　　IBM Z系統(tǒng)部門業(yè)務(wù)主管格雷格·洛特科（Greg Lotko）說：“添加Windows系統(tǒng)是IBM真正認(rèn)識(shí)到世界的復(fù)雜關(guān)聯(lián)性。”目前，Z系統(tǒng)平臺(tái)支持Z/OS、Linux、Unix 和Windows系統(tǒng)。

　　Clabby Analytics分析師喬·克拉比（Joe Clabby）認(rèn)為IBM此舉對(duì)用戶有利。Z系統(tǒng)以其運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸和批處理工作負(fù)載的能力聞名，而Linux可以支持Java工作負(fù)載。Z系統(tǒng)還將有一項(xiàng)功能，將其管理擴(kuò)展至zBX 刀片式服務(wù)器，使它更易于整合和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。

　　克拉比說，整合管理能力將減少運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)的大型機(jī)環(huán)境所需的勞動(dòng)力。而且，單一體系的管理也省錢。

　　IDC公司的分析師讓·波茲曼（Jean Bozman）表示，支持Windows系統(tǒng)將使Windows 應(yīng)用程序和大型主機(jī)之間的連接速度非常快。大型機(jī)的運(yùn)行性能和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)管理速度也更快。