Hot Chips Big Blue は、2021 年末までに初の商用 7nm データセンター グレード プロセッサである IBM Power10 シリーズを展開したいと考えています。
Samsung製のチップは、602mm 2 のダイに180億個のトランジスタを搭載し、最大15個のコアを演算処理に使用できます。各CPUコアは最大8スレッド（SMT8）を同時に実行でき、最大4GHz程度のクロックで動作します。これらの64ビットプロセッサはそれぞれ最大120MBのL3キャッシュを搭載し、最大32GT/秒のPCIe 5、最大1TB/秒のOpen Memory Interface（OMI）、そしてOpenCAPIアクセラレータ、IO、メモリを追加するためのIBM PowerAxonインターコネクト（これも最大1TB/秒）をサポートしています。
興味深いことに、このダイには16個のコアが搭載されています。Powerチップの開発に携わるIBMの著名なエンジニア、ウィリアム・スターク氏はThe Register紙に次のように語っています。「どのベンダーの大型プロセッサチップでも、製造工程の必然的な結果として、コア数が異なる複数のSKUが生まれ、すべてのコアが正常な部品はごくわずかです。Powerエコシステムでは、最高コア数の製品に対する需要が高いため、製造用のスペアパーツを用意し、最高コア数の部品の割合を大幅に増やすことが経済的に最善策です。」
すべてのチップメーカーは、最終的なダイの欠陥と特性に基づいて、いわゆるビニングを行っていますが、IBM が予備を 1 つ保持しているため、公式仕様では CPU コアの数が最大 16 個ではなく「最大 15 個」となっているのは興味深いことです。
Power10プロセッサーの詳細な技術仕様…クリックして拡大。クレジット：IBM
Power10のアーキテクチャは、AI用途の行列演算処理の高速化に重点を置いており、Red HatのOpenShiftのニーズを念頭に置いて設計されているとのことです。また、Power9ファミリーと比較して4倍の数のAES暗号化エンジンを搭載し、仮想マシン内で実行されるコンテナにハードウェアレベルの保護を提供します（つまり、1つの不正なコンテナが隣接するコンテナを攻撃することはできないようです）。さらに、データ漏洩を引き起こすサイドチャネル攻撃を防ぐための防御機能も組み込まれています。
マシンのクラスター内でのメモリ アクセスをサポートし、RAM 内の数ペタバイトのデータを PowerAxon 経由で共有できるようになります。
Power10は、5月に公開されたPower ISA 3.1を実装しています。これは、8バイト長のいわゆるプレフィックス付き命令を特徴としており、PC相対アドレス指定範囲の拡張などを可能にします。また、Bfloat16のサポート、バイト反転命令、新しいベクター命令、128ビット整数演算なども備えています。
IBMは、Power10はトレーニングよりも推論に適していると指摘しました。トレーニングはGPUやFPGAなどのアクセラレータを必要とするほど負荷が高いためです。全体として、このマイクロプロセッサはエンタープライズ、クラウド、AI推論のワークロード向けに設計されているように見えます。NVIDIAのグラフィックチップと通信するためのNVlinkサポートはPowerAxonに含まれていますが、IBMのマーケティングはPowerAxon経由のOpenCAPIと、アドオンアクセラレータ用のPCIe 5に重点を置いています。
次期チップ…Power10プロセッサーの素晴らしさを余すところなく表現。クリックして拡大。出典：IBM
その他のアップグレードには、メモリ帯域幅の向上と、コアあたり2MBのL2キャッシュメモリの増量が含まれます。IBMによると、Power10の各コアは、Power9の約2.6倍のワット当たり性能を実現しています。マシンの設計と構成に応じて、単一システムで最大16ソケット、ソケットあたり最大4TBのOMI接続DDR DRAMを搭載でき、最大410GB/秒の転送速度を実現します。また、GDDRまたはHBMを使用すれば、最大800GB/秒の転送速度を実現できます。
Power担当副社長のスティーブ・シブリー氏は、The Register紙に対し、IBMは来年第4四半期までにPower10チップを顧客に出荷することを目指していると語った。Power10はIBMにとってサムスン製7nmプロセスを採用した初の製品であり、両社のテクノロジー大手は2015年にIBMが次世代Powerプロセッサの研究開発に30億ドルを投じることを約束したことから協業を開始した。
「POWER10は、エンタープライズ・ハイブリッドクラウド向けの最高峰プロセッサーを設計し、お客様がIBMに期待するパフォーマンスとセキュリティを実現します」と、IBMコグニティブ・システムズのゼネラル・マネージャー、スティーブン・レナード氏は述べています。「Red Hat OpenShiftがハイブリッドクラウドのデフォルトの選択肢として台頭する中、IBM POWER10は、コンテナ向けのハードウェアベースの容量とセキュリティ強化をITインフラストラクチャーレベルにもたらします。」
Power10のマイクロアーキテクチャを含む技術的詳細を説明したスライドは、IBMが提供しており、こちらからご覧いただけます[PDF]。IBMは本日、バーチャル開催となったHot Chipsカンファレンスで、新設計について発表する予定です。®
