باور 5

معالج POWER5 هو معالج دقيق طورته وصنعته شركة IBM . وهو نسخة محسّنة من معالج POWER4 . وتتمثل التحسينات الرئيسية في دعم المعالجة المتعددة المتزامنة (SMT) ووحدة تحكم ذاكرة مدمجة . معالج POWER5 ثنائي النواة ، حيث تدعم كل نواة خيطًا فعليًا واحدًا وخيطين منطقيين، ليصبح المجموع خيطين فعليين وأربعة خيوط منطقية.

عُرضت التفاصيل التقنية للمعالج الدقيق لأول مرة في مؤتمر هوت تشيبس عام 2003. وقُدِّم وصفٌ أكثر تفصيلاً في منتدى المعالجات الدقيقة 2003 بتاريخ 14 أكتوبر 2003. لم يُطرح معالج POWER5 للبيع علنًا، بل اقتصر استخدامه على شركة IBM وشركائها. وطُرحت الأنظمة التي تستخدم هذا المعالج في عام 2004. تنافس معالج POWER5 في سوق خوادم المؤسسات المتطورة، لا سيما مع معالج Intel Itanium 2 ، وبدرجة أقل مع معالجي Sun Microsystems UltraSPARC IV وFujitsu SPARC64 V. وفي عام 2005، تم استبداله بنسخة مُحسَّنة منه، هي POWER5+.

يُعدّ معالج POWER5 تطويرًا لمعالج POWER4 . وقد استلزم إضافة خاصية تعدد الخيوط ثنائي الاتجاه تكرار مكدس الإرجاع، وعداد البرنامج ، ومخزن التعليمات، ووحدة إكمال المجموعة، وقائمة التخزين، بحيث يمتلك كل خيط موارده الخاصة. تُشارك معظم الموارد، مثل ملفات السجلات ووحدات التنفيذ، مع أن كل خيط يرى مجموعة سجلاته الخاصة. يدعم معالج POWER5 خاصية تعدد الخيوط المتزامن (SMT)، حيث يتم تنفيذ خيطين في وقت واحد. ويمكن لمعالج POWER5 تعطيل خاصية SMT لتحسين الأداء بما يتناسب مع عبء العمل الحالي.

نظرًا لأن العديد من الموارد، مثل ملفات التسجيل، مشتركة بين خيطين، فقد زادت سعتها في كثير من الحالات لتعويض انخفاض الأداء. ارتفع عدد سجلات الأعداد الصحيحة وسجلات الأعداد العشرية إلى 120 لكل منهما، مقارنةً بـ 80 سجلًا للأعداد الصحيحة و72 سجلًا للأعداد العشرية في معالج POWER4. كما زادت سعة قائمة انتظار إصدار الأعداد العشرية إلى 24 مدخلًا بدلًا من 20. وزادت سعة ذاكرة التخزين المؤقت الموحدة من المستوى الثاني (L2) إلى 1.875  ميجابايت، وزادت خاصية التجميع إلى 10 مسارات. أُدمجت ذاكرة التخزين المؤقت الموحدة من المستوى الثالث (L3) في نفس وحدة المعالجة المركزية بدلًا من وجودها خارجيًا في رقاقات منفصلة، ​​وزادت سعتها إلى 36  ميجابايت. وكما هو الحال في معالج POWER4، تشترك النواتان في ذاكرة التخزين المؤقت. ويتم الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت عبر ناقلين أحاديي الاتجاه 128 بت يعملان بنصف تردد النواة.

تدعم وحدة التحكم بالذاكرة المدمجة ما يصل إلى 64  جيجابايت من ذاكرة DDR و DDR2 . وتستخدم ناقلات تسلسلية عالية التردد للتواصل مع مخازن مؤقتة خارجية تربط وحدات الذاكرة المزدوجة المضمنة (DIMMs) بالمعالج الدقيق.

تحتوي شريحة POWER5 على 276 مليون ترانزستور، وتبلغ مساحتها 389  مم² ^. تُصنّعها شركة IBM بتقنية أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة التكميلية (CMOS) المصنوعة من السيليكون على العازل (SOI) بدقة 0.13  ميكرومتر ، مع ثماني طبقات من التوصيلات النحاسية . تُغلّف شريحة POWER5 إما في وحدة ثنائية الشريحة (DCM) أو وحدة متعددة الشرائح (MCM). تحتوي وحدة DCM على شريحة POWER5 واحدة وشريحة ذاكرة التخزين المؤقت L3 المرتبطة بها. أما وحدة MCM فتحتوي على أربع شرائح POWER5 وأربع شرائح ذاكرة تخزين مؤقت L3، شريحة لكل شريحة POWER5، وتبلغ أبعادها 95 مم × 95 مم. ^{[ 1 ] [ 2 ]}  

يمكن ربط العديد من معالجات POWER5 في الأنظمة المتطورة معًا للعمل كمعالج متجه واحد بواسطة تقنية تسمى ViVA (بنية المتجهات الافتراضية).

يُعدّ معالج POWER5+ نسخةً مُحسّنة من معالج POWER5 الذي طُرح في 4 أكتوبر 2005. تمثّلت التحسينات الأولية في انخفاض استهلاك الطاقة، وذلك بفضل عملية التصنيع الأحدث. يستخدم معالج POWER5+ تقنية تصنيع 90 نانومتر، مما أدّى إلى انخفاض حجم  الشريحة من 389 ^مم²  إلى 243 مم² ^. 

لم يتم رفع تردد المعالج عند الإطلاق، وظل يتراوح بين 1.5 و1.9  جيجاهرتز. وفي 14 فبراير 2006، رفعت الإصدارات الجديدة تردد المعالج إلى 2.2  جيجاهرتز، ثم إلى 2.3  جيجاهرتز في 25 يوليو 2006.

تم تغليف معالج POWER5+ في نفس عبوات معالجات POWER5 السابقة، ولكنه كان متوفرًا أيضًا في وحدة رباعية الرقاقات (QCM) تحتوي على شريحتين من معالج POWER5+ وشريحتين من ذاكرة التخزين المؤقت L3، واحدة لكل شريحة POWER5+. وكانت هذه الرقاقات تعمل بتردد ساعة يتراوح بين 1.5 و 1.8  جيجاهرتز.

تستخدم شركة IBM معالجات DCM و MCM POWER5 الدقيقة في عائلات خوادم System p و System  i ، وفي خادم التخزين DS8000 ، وكمعالجات دقيقة مدمجة في طابعات Infoprint المتطورة. كما تستخدم IBM معالجات DCM POWER5 الدقيقة في محطة العمل IntelliStation POWER  285 المتطورة . ومن بين مستخدمي معالجات POWER5 الدقيقة من جهات خارجية: Groupe Bull في خوادم Escala، وHitachi في حواسيب SR11000 التي تضم ما يصل إلى 128 معالج POWER5+، والتي وردت عدة منها في قائمة TOP500 لأجهزة الكمبيوتر العملاقة لعام 2007. وتستخدم IBM معالج POWER5+ QCM في خوادم System  p5 510Q و520Q و550Q و560Q. ^{[ 3 ]}

• نظام IBM p
• معالجات IBM Power الدقيقة
• باور بي سي
• باور 6

• "آي بي إم تستعرض معالج باور 5". (8 سبتمبر 2003). تقرير المعالجات الدقيقة .
• كلابيس، يواكيم وآخرون (2004). "تصميم وتنفيذ المعالج الدقيق POWER5". وقائع مؤتمر IEEE الدولي للدوائر المتكاملة الصلبة لعام 2004 .
• غلاسكوفسكي، بيتر ن. (14 أكتوبر 2003). "شركة آي بي إم تكشف النقاب عن معالج باور 5". تقرير المعالجات الدقيقة .
• كالا، رون؛ سينهاروي، بالارام؛ تندلر، جويل م. (2004). "شريحة IBM Power5: معالج ثنائي النواة متعدد الخيوط". IEEE Micro .
• كرويل، كيفن (22 ديسمبر 2003). "معالج Power5 يتصدر من حيث عرض النطاق الترددي". تقرير المعالجات الدقيقة .
• سينهاروي، بالارام وآخرون (2005). "البنية الدقيقة لنظام POWER5". مجلة IBM للبحوث والتطوير .
• فانس، آشلي (4 أكتوبر 2005). "شركة آي بي إم تضخّ خط يونكس بالكامل بمعالجات باور 5+" . ذا ريجستر .

• تقييم الوزن الثقيل الفائق : مقارنة وتحليل بين جهازي POWER5 و Montecito، يشرح التغييرات الرئيسية بين POWER4 و POWER5، بالإضافة إلى تقديرات الأداء.
• مجموعة خوادم IBM Power5+ p5-575 عالية الأداء (Cluster 1600) ووحدة تخزين DDN S2A9550 ، جامعة تكساس إيه آند إم