The Penguin's got the POWER - ERI-MS 2010

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The Penguin's got the POWER - ERI-MS 2010

  1. 1. Paulo Ricardo Paz Vital – Software Engineer 14 May 2010 The Penguin's got the POWER © 2009 IBM Corporation
  2. 2. Agenda ■ Arquitetura POWER ■ POWER7 ■ Linux on POWER ■ IBM Linux Technology Center 2 © 2009 IBM Corporation
  3. 3. Arquitetura POWER ■ POWER significa Performance Optimization With Enhanced RISC ■ 1974 – Projeto 801 ■ PowerPC ■ Simultaneous multithreading (SMP) ■ Virtual vector architecture 3 © 2009 IBM Corporation
  4. 4. ● Arquitetura POWER ■ Casos de Uso: Deep Blue – 1996: Kasparov 4 x 2 Deep Blue – 1997: Kasparov 2.5 x 3.5 Deep Blue 4 © 2009 IBM Corporation
  5. 5. Arquitetura POWER ■ Casos de Uso: Mars Exploration Rover Mission e Phoenix Mars Mission – Spirit: 03/jan/2004 – Opportunity: 25/jan/2004 – Phoenix: 25/mai/2008 5 © 2009 IBM Corporation
  6. 6. Arquitetura POWER ■ Casos de Uso: BlueGene/L - Lawrence Livermore National Laboratory – supercomputador mais “rápido” do mundo: Nov/2004 a Jun/2008 – utilizado para simulações científicas: • dinâmica molecular • fenômenos de turbulência • choque e instabilidade hidro-dinâmica – 478 teraFLOPS – 32 tebibytes de memória total – 106,496 nós com processadores dual: • PowerPC 440 700MHz (2.8 Gflops) • total de 212,992 núcleos 6 © 2009 IBM Corporation
  7. 7. Arquiteura POWER 7 © 2009 IBM Corporation
  8. 8. Arquitetura POWER ■ Casos de Uso: console de video-game – Nintendo Wii – Xbox 360 – PlayStation 3 8 © 2009 IBM Corporation
  9. 9. Arquitetura POWER ■ Casos de Uso: Roadrunner – Los Alamos National Laboratory – 1o supercomputador a quebrar a barreira do petaflop: 1.03 PFlops – 1o supercomputador a usar arquitetura híbrida: • AMD Opteron X64 (6,120) • IBM Cell BE (12,240) – Total de 122,400 núcleos: • 6,120 * 2 = 12,240 núcleos Opteron • 12,240 PPEs • 97,920 SPEs – Utilizado para: • Modelagem da origem do universo • Criação da maior árvore de evolução do HIV • Entendimento de física não-linear de lasers de alta-potência 9 © 2009 IBM Corporation
  10. 10. Arquitetura POWER 10 © 2009 IBM Corporation
  11. 11. Arquitetura POWER POWER8 POWER7 POWER6 45 nm POWER5 65 nm POWER4 130 nm 180 nm Dual Core Multi Core Dual Core High Frequencies On-Chip eDRAM Enhanced Scaling Dual Core Virtualization + Power Optimized Cores SMT Chip Multi Processing Memory Subsystem + Mem Subsystem ++ Distributed Switch + Concept Distributed Switch Altivec SMT++ Core Parallelism + Phase Shared L2 Instruction Retry Reliability + FP Performance + Dynamic LPARs (32) Dyn Energy Mgmt Enhanced L3 Cache Memory bandwidth + SMT + VSM & VSX Virtualization Protection Keys Protection Keys+ 2001 2004 2007 2010 11 © 2009 IBM Corporation
  12. 12. POWER7 12 © 2009 IBM Corporation
  13. 13. POWER7 ■ Sucessor da POWER6 ■ Anunciado em 08 de Fevereiro de 2010 ■ 8 núcleos por chip: – 4 threads por núcleo (SMT) – 256KB L2, 4MB L3 – Intervalo de frequencia: 2.2-3.5GHz (110-230W) ■ 12 unidades de execução: – 2 integer units – 2 load-store units – 4 double-precision floating-point units – 1 branch unit – 1 condition register unit – 1 vector unit – 1 decimal floating-point unit 13 © 2009 IBM Corporation
  14. 14. POWER7 14 © 2009 IBM Corporation
  15. 15. POWER7 ■ Simultaneous multithreading – Adição do modo SMT4 – Execução simultânea de 4 threads de instrução em cada núcleo ■ Threads inteligentes (Intelligent Threads) – Sistema seleciona se uma carga de trabalho tem capacidade de dedicar tanto quanto possível para um único segmento de trabalho, ou se a carga de trabalho tem capacidade de propagação em 2 ou 4 threads de trabalho. – Com mais threads, o processador oferece mais capacidade total na medida em que mais tarefas são realizadas em paralelo. – Com menos threads, aquelas cargas que precisam de tarefas individuais rápidas podem obter o desempenho que eles precisam para benefício máximo. 15 © 2009 IBM Corporation
  16. 16. POWER7 16 © 2009 IBM Corporation
  17. 17. POWER7 ■ On-chip L3 Cache – L3 cache implementada em eDRAM e incluida em cada núcleo – Cada núcleo tem o Fast Local Region da L3 cache (FLR-L3) – Também tem acesso a outras regiões de L3 cache ■ Razões para o uso de eDRAM no processador: – Melhora na latência : 6 para 1 – Melhora na largura de banda: 2x – Nenhum driver ou receptor off-chip: economia de energia – Espaço físico menor: 1/3 de componentes de SRAM – Baixo consumo de energia: 20% de SRAM 17 © 2009 IBM Corporation
  18. 18. POWER7 18 © 2009 IBM Corporation
  19. 19. POWER7 ■ Casos de uso: Blu BioU ■ Hardware: – 18 nós IBM POWER 750 – Cada nó: • 8 núcleos • 256 GB de RAM – Total de 576 núcleos ■ Pesquisas em ciências biomédicas e da vida ■ Texas Medical Center. 19 © 2009 IBM Corporation
  20. 20. POWER7 20 © 2009 IBM Corporation
  21. 21. Linux on POWER ■ Termo usado para se referir as linhas de produtos IBM baseadas na arquitetura POWER e que possuem Linux como sistema operacional: – IBM System p™ – IBM System i™ – IBM Open Power™ – IBM BladeCenter™ JS20 e JS21 ■ Projeto percursor de Linux na IBM: – suportar o funcionamento de um ótimo SO nos servidores que dão lucro. 21 © 2009 IBM Corporation
  22. 22. Linux on POWER ■ Virtualização – IBM Virtualization Engine: • gerenciadores de partições • Logical partitioning (LPAR) • Micro-partitioning • Dynamic logical partitioning (Dynamic LPAR) • Shared Processor Pool • Virtual storage • Virtual disk • CD-ROM, Tape, e DVD-ROM • Virtual Ethernet (VLAN) 22 © 2009 IBM Corporation
  23. 23. Linux on POWER ■ POWER VM 23 © 2009 IBM Corporation
  24. 24. Linux on POWER ■ POWER VM Lx86 PowerVM x86 Install and Run x86 Linux x86 x86 Linux  No Porting Linux App Linux App App  No Recompile Linux on App AIX IBM i Power Linux  Application Application No changes PowerVM Application Linux Linux Lx86 x86 Platforms Linux AIX IBM i x86 Platforms x86 Platforms Power Systems Platform 24 © 2009 IBM Corporation
  25. 25. Linux on POWER ■ IBM Installation Toolit for Linux on POWER – conjunto de utilitarios e ferramentas que facilitam a instalação de Linux em servidores IBM com arquitetura POWER: • Live DVD • Suporta instalações de RHEL® 4 e 5 e SLES® 10 e 11 • Suporta instalações via DVD e rede • Fonte para várias ferramentas Linux on POWER • Suporta todas as recentes máquinas POWER™ – IBM System p™ servers – IBM System i™ servers – IBM BladeCenter® – IBM IntelliStation® POWER™ • Ferramenta para criar e gerenciar facilmente reposi-tórios de rede contendo pacotes Linux e IBM • Interface para upgrade de FW 25 © 2009 IBM Corporation
  26. 26. Linux on POWER ■ LoP para POWER7 – Installation Toolkit – Tolchain • GCC • GDB – Distribuições: SLES 11 e RHEL 5 – Desempenho – Virtualização 26 © 2009 IBM Corporation
  27. 27. IBM Linux Technology Center ■ IBM Linux Technology Center (LTC) é o “braço armado” da iniciativa IBM para com o software livre ■ Time de desenvolvedores de softwere que trabalham em cooperação com a comunidade Open Source ■ É o centro de competência técnica para Linux na IBM ■ Time de desenvolvimento em Linux para: – todas as plataformas eServer – todos os softwares eServer – outras iniciativas chaves ■ Provê competência técnica para IBM Servers, Software, Storage, serviços e outras grupos 27 © 2009 IBM Corporation
  28. 28. IBM Linux Technology Center 28 © 2009 IBM Corporation
  29. 29. IBM Linux Technology Center 29 © 2009 IBM Corporation
  30. 30. IBM Linux Technology Center 30 © 2009 IBM Corporation
  31. 31. IBM Linux Technology Center ■ LTC WW tem +600 desenvolvedores, +30 localidades e +100 projetos 31 © 2009 IBM Corporation
  32. 32. IBM Linux Technology Center ■ LTC Brasil localizado em Hortolândia, SP (RMC, ~100km de São Paulo) ■ 55 engenheiros ■ 4 estagiários ■ 1 professor universitário (consultor) ■ 10 projetos principais IBM Hortolandia Site LTC Unicamp Lab 32 © 2009 IBM Corporation
  33. 33. IBM Linux Technology Center 2009: Tamanho do 2003: IBM assina um 2005: Lab criado na time cresce de 40 acordo com a Unicamp IBM Hortolandia para 58 LTC lab com 10 10 engenheiros 1o projeto de P&D em estudantes e um parceria com a professor. Unicamp 2004: Estudantes são 2006: Tamanho do contratados como time cresce de 10 estagiários, lab é criado na para 40 Unicamp, atividades do 1o Sala de Servidores projeto começam: portar construido em Linux Client for E-Business Hortolandia para processador POWER. 33 © 2009 IBM Corporation
  34. 34. IBM Linux Technology Center ■ Áreas de Desenvolvimento ■ Produtos IBM – Escalabilidade – Linux on System x – RAS – Linux on System z – Kernel – Linux on System p – Device drivers – Networking ■ Novas áreas – Gerenciamento de sistemas – Real-time – Segurança – Digital media – Samba – Hypervisor/Xen – Desempenho – Cloud computing – Toolchain – Teste & Qualidade 34 © 2009 IBM Corporation
  35. 35. Repositório – Onde encontrar mais informações? ■ IBM – http://www.ibm.com ■ POWER Architecture – http://www.power.org – http://www.ibm.com/power ■ Linux on POWER – http://www-03.ibm.com/systems/linux/power ■ IBM Installation Toolkit for Linux on POWER – http://www14.software.ibm.com/webapp/set2/sas/f/lopdiags/installtools/ ■ YouTube – IBM POWER Systems Channel – http://www.youtube.com/user/ibmpowersystems ■ IBM Linux Technology Center – http://www-03.ibm.com/linux/ltc/index.html ■ IBM developerWorks – http://www.ibm.com/developerworks 35■ © 2009 IBM Corporation
  36. 36. Perguntas ??? Paulo Ricardo Paz Vital, Software Engineer IBM Linux Technology Center pvital@br.ibm.com 36 © 2009 IBM Corporation
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