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飞腾1000cpu的前世今生

如今的天河一号A则改装了14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器、7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡,还有2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器,总计20多万颗处理器核心,同时还更换为专有互联网络。

 

SUN公司在推出UltraSparc T1之后,就开始投入代号为“Niagara2”的“UltraSparc T2”处理器的开发。2007年8月,UltraSparc T2正式发布。UltraSparc T2虽然仍然保持8核心设计,但每个核心可支持的线程数提升到8个。换句话说,UltraSparc T2拥有高达64线程的并行处理能力,比UltraSparc T1整整提升一倍。
另外,UltraSparc T2直接集成了8个独立的加密加速单元、支持虚拟运行的两个10Gbps以太网接口和八个PCI-E通道,而浮点单元仍保持精简设计的原则,数量只有8个。
多线程和虚拟运行是UltraSparc T2的拿手好戏,SUN表示UltraSparc T2的每个线程都可以独立运行一个操作系统,因此理论上一枚UltraSparc T2处理器可以最多支持64个系统并行运作。而在Web访问等事务处理中,64线程的UltraSparc T2将具备常规处理器难以达到的超快响应能力。也是为了应对多线程处理的需要,UltraSparc T2配备了4个内存控制器,内存总带宽将超过50GBps。
得益于65纳米工艺,UltraSparc T2的工作频率提高到了1.4GHz,而平均工作仍保持在70瓦左右,即便全速运行不过为120~130瓦,平均每个线程只需要消费2瓦。

本课题是X处理器的I/O系统设计的一部分。X处理器是一款面向多事务流处理和高性能计算的通用8核处理器。为了满足多核框架下大量I/O访问需求,X处理器采用SOC设计,直接在芯片上集成了PCIE硬核,图1-9给出了X处理器的总体框图。L2存储体是由8个子存储体组合,每个CPU核一个子存储体。CrosBar是一个交叉开关网络,它实现CPU核与L2存储体以及存储管理单元之间数据交互。PCI Express接口部件(PCIE Interface Unit,PIU)主要功能是,在主机与PCI Express核之间起着桥接功能,相当于PCI Express协议中Root Complex  ,它接收来自于PCI Express核的报文并将其转换为CPU命令或者MMU命令,或者将CPU命令和MMU命令转换为PCIE报文发往PCIE核,再由PCIE核将该报文转发给相应的I/O设备。PCIE核则负责根据PCIE协议处理所接收到来自于PCIE接口部件的报文,或者将来自于I/O设备中断和响应转换为正确的PCIE报文发送给题需要研究与解决的问题就是为该处理器设计硬件辅助I/O虚拟化系统。由于X处理器的I/O系统是基于PCIE总线,因此X处理器的硬件辅助I/O虚拟化设计就是针对PCIE接口部件的虚拟化设计。
最新一代:8核,1g以上

     X处理器为64位处理器,设计目标主要面向高性能应用。时钟频率是衡量其性能的重要指标之一。同时,X处理器相对以往处理器不同之处在于其具有8个对等的核,之间通过互联信道进行通信,且有高度的同步时序要求。其次,片上集成了大量定制设计单元如乘加单元L1Cache,L2Cache和寄存器文件RF等设计目标
     针对高性能多核处理器的特点,选取合适的时钟实现方案并最终实现在时钟信号1Ghz频率下偏斜不大于100ps的要求。
    最低700Mhz下,最高1.4Ghz可以正常工作
    90nm工艺下,插入调整单元后的时钟偏斜不大于60ps。在130nm工艺下,插入调整单元后的时钟偏斜不大于80ps,圆满完成预定的设计目标。

 

通过以上内容,基本可以了解了飞腾1000cpu的前世今生了。