ibm deutschland entwicklung gmbh · funktionen, 32kb l1, 512k l2-cache, 64 bit-architektur –8...
Post on 01-Sep-2019
5 Views
Preview:
TRANSCRIPT
IBM Deutschland Entwicklung GmbH
© 2008 IBM Corporation29.05.2008
Industrievortrag, IBM Deutschland Entwicklung
DFG Kolloquium "Rekonfigurierbare Rechensysteme“TU München, 27.05.2008
29.05.2008
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation2
29.05.2008
Agenda
Überblick: IBM Entwicklungslabor in Böblingen
IT-Themen der Zukunft
Cell/B.E. – die Basis für zukunftsorientierte Konzepte– Prozessor
– Systeme
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation3
29.05.2008
Geschichte: 1952 - 1990
• Speicherchips 2048 Bit• Logik Chips• DOS/VSE für IBM S/370• Mitarbeiter:1500
1970• Gründung des
Entwicklungszentrums• Lochkartenmaschinen• Mitarbeiter: 7
1952• Testsysteme• Datenbank Tools• CMOS Prozessoren• Mainframe Firmware• Mitarbeiter: 1800
1990
• Einzug ins Labor Schönaich• Druckerentwicklung• SW für S/360 (1962)• Halbleiter und ICs• Mitarbeiter: 1001960
• S/370 auf CMOS (1988)• Unix auf Mainframe• Mitarbeiter: 1800
1980
29.05.20083
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation4
29.05.2008
Geschichte: 1990 - 2007
• IBM WebSphere Portal Server• IBM Software Produkte• Linux auf zSeries• ASIC und Prozessor Design• Mitarbeiter: 1800
2007
• Gründung des Kompetenzzentrums für virtuelle Welten und Web 2.0
• Mitarbeiter: 1800
• Process Server• Cell Prozessor• Cell Blade-Prototype• Mitarbeiter: 1800
2005
2003
• 50 Jahre IBM Entwicklung in Deutschland
• Middleware & HW Portfolio
• Services• Mitarbeiter: 1800
2000
• MQ Workflow• Weltweit leistungsstärkster
und schnellster CMOS –Mikroprozessor (1GHz)
• Mitarbeiter: 1800
1998
29.05.20084
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation5
29.05.2008
Die wichtigsten IBM Entwicklungs- & Forschungszentren
Burlington
Poughkeepsie
▲Austin
Fujisawa
▲ Almaden
▲ Peking
▲ Zürich
Tucson
▲ ResearchHardware DevelopmentSoftware DevelopmentHardware and Software Development
YasuYamato
▲ Tokio
▲Delhi
▲Haifa
Dublin
Greenock
Hursley
East Fishkill
Endicott
▲ Yorktown HeightsToronto
Rochester
Boulder
Rom
Raleigh
Krakau
Perth
Bangalore
Gold Coast
Sydney
Paris
Pune
Shanghai
Taipei
Moskau
San Jose
Santa Teresa
BBööblingenblingen
São Paolo
Beaverton
Kairo
29.05.20085
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation6
29.05.2008
PortalSoftware
CMOSProzessor
Linuxauf dem
GroßrechnerInnovationen
aus Böblingen
CELLProzessor
WebSphere Process Server
Geschäfts-prozessSoftware
29.05.2008
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation7
29.05.2008
Partner UniversitPartner Universitäätenten
Friedrich-Schiller-UniversitätJena
729.05.2008
Universität Karlsruhe
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation8
29.05.2008
IBM Systems & Technology Group
IBM Server IBM ist der größte Anbieter von Servern weltweit.IBM Server bieten hohe Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit, unterstützen zahlreiche offene Standards und sind Linux-fähig. Die Kapazitäten lassen sich nach Bedarf flexibel anpassen.
29.05.2008
– IBM System z sind Großrechner oder Mainframes, die höchste Anforderungen an Skalierbarkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit für On Demand Business und Enterprise Computing erfüllen.
– IBM System p sind UNIX- und Linux-Systeme in breitgefächerter Leistungsstufe - von der Workstation über Abteilungs- und Unternehmensserver bis hin zum Supercomputer.
– IBM System i sind integrierte Server für mehrere Betriebssysteme, die mit modernsten Technologien eine hervorragende Position für ein On Demand Business sichern und die gleichzeitig einen sicheren Rechner für Network Computing darstellen.
– IBM System x sind erschwingliche, Linux-fähige, Intel- und AMD-basierte Server und geeignet für eine Vielzahl unterschiedlicher Aufgaben.
– IBM Blade Center umfasst die Familie der IBM Blade-Server-Lösungen, die hohe Integrations-möglichkeit, Leistungsfähigkeit und Plattformvielfalt (x86 Intel/AMD, Power, Cell, Sonder-Blades) zur Verfügung stellen.
Weitere Informationen unter: ibm.com/servers/de/
8
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation9
29.05.2008
Agenda
Überblick: IBM Entwicklungslabor in Böblingen
IT-Themen der Zukunft
Cell/B.E. – die Basis für zukunftsorientierte Konzepte– Prozessor
– Systeme
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation10
29.05.2008
Was sind die IT-Themen der Zukunft?
“Computer der Zukunft können auch unter 1,5 Tonnen wiegen.”Popular Mechanics, 1949
"Es gibt keinen Grund, warum irgendjemand
einen Computer in seinem Haus wollen würde." Ken Olson, Präsident und Gründer der Digital Equipment Corp., 1977
“Prognosen sind schwierig,
besonders wenn sie die Zukunft betreffen.”Yogi Berra
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation11
29.05.2008
Einige IT-Themen der Zukunft
“Community & Information Centric Web Platforms”– Web 2.0-Funktionen auch in und zwischen Unternehmen
Echtzeiterkennung z.B. Verkehrssteuerung, Überwachungskameras– Echtzeit-Analyse und Echtzeitreaktion– Hohe Auflösung graphischer Daten– Verarbeitung, Strukturierung riesiger Datenmengen
Ansteigende Mobilität, lokationsunabhängige Systemverfügbarkeit– Ansteigende Anzahl an Mobilen Systemen– Neue Systeme, mobile healthcare
...
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation12
29.05.2008
Technische Anforderungen
Neue Speicherkonzepte/Speichermanagement
Intelligentes Datamining
Hybride Systeme: Hochverfügbarkeit & Rechenleistung, EnergieeinsparungEchzeitverhalten: – hoher Grad an Parallelisierung– Rekonfigurierbare Hardwarekomponenten
High Performance Computing (HPC)
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation13
29.05.2008
Agenda
Überblick: IBM Entwicklungslabor in Böblingen
IT-Themen der Zukunft
Cell/B.E. – die Basis für zukunftsorientierte Konzepte– Prozessor
– Systeme
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation14
29.05.2008
Cell/B.E. – ein Konzept für die Zukunft
Entwicklung von Sony, Toshiba und IBM,Allianz gegründet 2000CMOS silicon on insulator (SOI), zunächst 90nm, heute 65nm TechnologieMultikernarchiektur:
–Ein „herkömmlicher“ Power Prozessor, hauptsächlich für Betriebssystem und Control-Funktionen, 32kB L1, 512k L2-Cache, 64 bit-Architektur
–8 Synergistic Processing Elements: SPEs, kein konventionelles Hardware Cachemanagement, stattdessen softwaregesteuertes Local Memory-ManagementDMA Engines, die Daten vom DRAM in den lokalen Speicher (256 kB) holen, nützt die Memory-Bandbreite effektiver/ intelligenter als prefetching, aber auch komplexeres Programmiermodell, SIMD Architektur
eingesetzt u.a. in der Playstation 36 SPEs aktiv, 1 HypervisorVorteil gegenüber Allzweck GPUs: Flexibilitaet, Energieeffizienz, Skalierbarkeit, GPGPUs brauchen noch einen Hauptprozessor, der Aufgaben zuweistPrädestinierte Einsatzgebiete: 3D-Rendering, Compression, Verschlüsselung, Visualisierung, Real-Time- Anwendungen
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation15
29.05.2008
Architektur des PowerXCell 8i
PPE: Power Processing Element, 512k L2 Cache
PPU: Power Processing UnitPPSS: Power Processing Subsystem
SPE: Synergistic Processing Element256k Local Store, Kern–LS: 16 bytes pro Takt
SPU: Synergistic Processing UnitMFC: Memory Flow Controller
EIB: Element Interconnect BusRingtopologie
BEI: PowerXCell 8i Interface Unit 5 FlexIO links mit jeweils 5 GBpskonfigurierbar als 2 FlexIO-Busse
MIC: Memory Interface Controller
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation16
29.05.2008
Cell Chip Die
mit freundlicher Genehmigung von Matthias Bangert & Michael Paolini
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation17
29.05.2008
Performance des PowerXCell 8i
Double Precision: 12.8 GFLOPS per Synergistic Processor Element (SPE)
Over 100 GFLOPS per IBM PowerXCell™ 8i processor
High-bandwidth (over 200 GB/s) on-chip communication fabric
Ausgezeichnete Energieeffizienz
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation18
29.05.2008
QS22: Cell/B.E. basiertes Blade
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation19
29.05.2008
QS22 Aufbau
PowerXCell 8i
DDR2
DDR2
DDR2
DDR2
DDR2
DDR2
DDR2
DDR2
DDR2
PowerXCell 8i
Flash, RTC& NVRAM 2 UART, SPI
Rambus FlexIO ™
AxonSouth Bridge
PCI-E x16
PCI-X
AxonSouthBridge
PCI-E x8
IB2 portIB x4
IB2 portIB x4
HSDCHSC: 2x PCI-E
x16
4xUSB2.0
PCI
Legacy Con
DDR2
DDR2
USB toBC mid plane
GbE toBC mid plane
Up to 4 IB x4 toBC mid plane
(tbd)
2x1GbE
SPI
mit freundlicher Genehmigung von Oliver Rettig & Rudolf Land
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation20
29.05.2008
Das Bladecenter-Konzept
Kombinierbar mit HS, JS, LS, QS bladesBC-H mit HighSpeed Communication Fabric
x 4x 14
mit freundlicher Genehmigung von Michael Malms
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation21
29.05.2008
Das hybride „Roadrunner“-Konzept
Verbund von AMD und Cell/B.E. basierten Blades
Datenaustausch über eine Interposer-Karte
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation22
29.05.2008
High Performance Computing
Die „Prozessorleistung“ des menschlichen Gehirns wird auf 100 Teraflops geschätzt.
Die Spitzenreiter der aktuellen Top500 Liste erreichen Leistungen von bis zu 478 Teraflops.
“New Roadrunner is expected to break the petaflop barrier.”May 13, 2008 (Computerworld)
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation23
29.05.2008
Der “Gameframe”: Ein weiteres hybrides Konzept
SPE SPE SPE SPE
SPE SPE SPE SPE
PPE
Net
wor
k A
dapt
er
DaCS
ALF
Provides a simple user-level programming framework for Cell library developers that can be extended to other hybrid systems.The APIs are designed to be portable to other architectures
Accelerator Library Framework
z/OS
• Performance • Accounting• Security, RACF• Recovery• Serviceability• Virtualization• Support zLinux
and z/VM
ALF/DaCS Integration w/ System z
mit freundlicher Genehmigung von Matthias Bangert & Michael Paolini
Data Communication + Synchronization Library
Low level API that provides simple data movement operations, synchronization primitives, simple topology, process management, error handling
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation24
29.05.2008
Die Herausforderung bei der Cell/B.E.-Programmierung
Linearer Code muss in Vektor-Code umgewandelt werdenIdentifikation der Rechner-intensiven Teile der ApplikationCell/B.E. sehr gut geeignet für Visualisierung und mathematische Berechnungen
Linux Red Hat Enterprise Linux 5.2, Yellow DogIBM SDK (Software Developer’s Kit) fürMehrkernbeschleunigung enthält:
– C, C++, Fortran: optimiert für Cell/B.E.– Accelerator Library and Framework (ALF)
ALF on Cell: Programmer’s guide and API reference.
– Data Communication and Synchronization (DaCS)DaCS on Cell: Programmer’s guide and API reference.
– Basic Linear Algebra Subroutines (BLAS)– SPE runtime management library (libSPE)– Standardized Single Instruction, Multiple Data (SIMD) math libraries
mit freundlicher Genehmigung von Matthias Bangert & Michael Paolini
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation25
29.05.2008
Fragen?
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation26
29.05.2008
Literatur
Informationen rund um den Cell/B.E. Prozessor: http://www.ibm.com/developerworks/cell
Informationen über „Roadrunner“ (Hybrid HPC): http://www.lanl.gov/roadrunner/
Redbook SG24-7575-00 "Programming the CELL/BE Engine”http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg247575.html
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation27
29.05.2008
Weitere Fragen? Kontaktieren Sie mich!
Michael StetterMgr. Open Systems Hardware DevelopmentExtreme Blue Program Managerstetter@de.ibm.com, 07031 162801
http://www.linkedin.com/in/stetter
http://www.xing.com/profile/Michael_Stetter2
Weitere Informationen zum Entwicklungszentrum in Böblingen
finden Sie unter http://ibm.com/de/entwicklung/
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation28
29.05.2008
Backup: PowerXCell 8i Spezifikation
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation29
29.05.2008
Backup: March 13: "Roadrunner Platform Overview," LA-UR-08-1994, Ken Koch, CCS-DO.
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation30
29.05.200829.05.200830
IBM Deutschland Entwicklung
© 2008 IBM Corporation31
29.05.2008
DisclaimerIBM®, IBM, the IBM logo, ibm.com, Power and PowerXCell, DB2®, MVS/ESA, AIX®, S/390®, AS/400®, OS/390®, OS/400®, iSeries, pSeries, xSeries, zSeries, z/OS, AFP, Intelligent Miner, WebSphere®, Netfinity®, Tivoli®, Informix und Informix® Dynamic ServerTM, IBM, BladeCenter, and POWER and others are trademarks of the IBM Corporation in US and/or other countries.
Cell Broadband Engine, PlayStation, and PlayStation 3 are trademarks of Sony Computer Entertainment, Inc. in the United States, other countries, or both and is used under license there from.
Linux is a trademark of Linus Torvalds in the United States, other countries, or both.
A current list of IBM trademarks is available on the Web at "Copyright and trademark information" at www.ibm.com/legal/copytrade.shtmlCell Broadband Engine is a trademark of Sony Computer Entertainment, Inc. in the United States, other countries, or both and is used under license therefrom. Other company, product, and service names may be trademarks or service marks of others. All information contained in this document is subject to change without notice. The information contained in this document does not affect or change IBM product specifications or warranties. Nothing in this document shall operate as an express or implied license or indemnity under the intellectual property rights of IBM or third parties. All information contained in this document was obtained in specific environments, and is presented as an illustration. The results obtained in other operating environments may vary.THE INFORMATION CONTAINED IN THIS DOCUMENT IS PROVIDED ON AN “AS IS” BASIS. In no event will IBM be liable for damages arising directly or indirectly from any use of the information contained in this document.
29.05.200831
top related