硬核科技：历史上著名的逆转秀“IBM Power5”

　　2004年第二季，除了NVIDIA在NV40表演了一场华丽的逆转秀，那年的夏天，在高端服务器CPU市场更上演了一场空前绝后的「性能大屠杀」：蓝色巨人IBM在7月14日发布了采用用Power5(代号”Squadron”)处理器的服务器，包括双处理器的p5-520、四处理器的p5-550和16处理器的p5-570(当然后来又追加一堆机型，像「开放」的OpenPower720)。

　　IBM早在2003年的HotChips15初步公开Power5的技术概要，2003年底的Microprocessor Forum发布参数细节，大家也都很清楚Power5是以Power4为基础的延伸加强版。但世人万万没想到的是：结合同时多执行绪(SMT)和大翻修后的内存子系统，Power5的性能表现竟然会「剌么厉害」，把所有擂台上的竞争对手通通轰到了观众席。

　　博学的科科一定会很好奇：1999年底披露、2001年上市的Power4(代号”Regatta”)，是电脑工业史上首颗原生双核心泛用CPU，不仅兼容了IBM所有的商用RISC指令集(RS/6000、AS/400、PowerPC)，也有大量个人电脑无缘一亲芳泽的尖端技术，那为何Power5会如此令人感到震撼？

　　答案很简单：因为Power4的性能表现实在有点让人感到差强人意，并没有替当时的IBM带来明显的优势，而Power5横空出世的好戏，也清楚告诉大家Power4的弱点究竟在哪里，也充分彰显了后来x86处理器的几个重要的技术趋势。

　　首先，Power5导入同时多执行绪(SMT)，每个处理器核心等同于2个逻辑处理器。科科们也许会马上反应：Intel的HyperThreading也不就这样吗？但IBM毕竟是那个领导电脑工业术10年的服务器王者，做出来的东西也绝非「区区个人电脑背景」的Intel AMD所能比拟，除了在AIX操作系统可「动态」启动关闭SMT模式，当无须第二条执行绪时，就将资源集中给单一执行绪(你的眼睛绝对没看错)，更可借助分配「8个」指令解码器给2条执行绪，调控执行绪的性能优先权(你的眼睛还是没看错)。

　　相较于Intel在Pentium 4实做HyperThreading仅增加5%功能电路，为了充分提高性能，Power5比Power4整整多出了24%，如更充沛的实体暂存器档案等等。

　　其次，内存子系统更是Power5的重头戏，L3快取内存控制器直通处理器核心，变相成为L2的延伸，并整合了内存控制器，也提升了不同Power5芯片之间的总线(和多处理器延展性息息相关的快取资料一致性协定、和大型多处理器架构层面的改善项目，就不须在这里解释了)。2003年底Microprocessor Report那句“Power5 Tops On Bandwidth”标题，堪称最好的注脚。

　　大幅缩减的L3快取与内存延迟，有如激增性能的威而刚。

　　L3快取内存也通过多芯片封装跟处理器包在一起，整合度更高，也精简系统架构的复杂度。

　　从1964年的S/360为起点的IBM大型主机，其虚拟化领域的独门绝活，也陆续「下放」到Power体系，Power5具备微分割区(Micro-Partitioning)，最多配置10个分割区，以1%为基本单位，可精细的设定每个分割区的资源比例与使用权限(别再怀疑了，你的眼睛没有问题)，可将所有运算能量都砸在刀口上，毫无一丝一毫浪费。这些看似外星科技的特性，也一直存在于IBM的高端服务器并持续进化中。

　　好啦，前面扯了这么多，那Power5到底是厉害到什么程度？

　　在TPC-C公布的测试数据，16颗双核心Power5的p5-570，足以抗衡「64颗」Intel Itanium 2的HP Integrity SuperDome。SAP SD-2 Tier测试，8颗Power5胜过「32颗」Itanium 2和「36颗」Sun UltraSPARC IV。至于SPEC CPU，Power5一举创下浮点项目的历史新高，单核心性能更是Intel Itanium 2的「2倍」。更扯的还在后面，2004年11月的p5-595(32颗Power5)，创下TPC-C世界纪录，性能相当于「二、三、四名的总和」，和同级产品相比，不是人家的2倍3倍，就是4倍5倍，甚至快要6倍。

　　简而言之，就是「1个核心打对方2个还有剩」的概念。同样拥有SMT和整合内存控制器，IBM和Intel/AMD相比，同样是肝药处方，相同提炼，做法不同，成本效果也不同，斯斯保肝... 呃，总之就是天差地远。

　　最后，那Power4的弱点是哪些？说穿了不外乎「布署庞大执行单元但使用效益不佳」和「内存子系统不够有力」，IBM就对症下药，在2004年的夏天，再次确立其服务器王者的地位。顺便讲一下，Power4的总工程师叫做Chuck Moore，后来跳槽到AMD主动并操刀推土机的研发... 然后？就没有然后了。

　　不过，想必科科们一定会好奇，像Power5这种各方面都强到夸张的高端服务器CPU，1颗大概要多少钱？笔者只能说，当年IBM的替料维修报价，Power5都是「10000美元为基本单位」起价，保证让你看到连科科笑都笑不出来，也难怪IBM Power10敢用外界质疑良率不佳的Samsung 7nm工艺了。