El microprocesador z196 [1] es un chip fabricado por IBM para sus computadoras mainframe zEnterprise 196 y zEnterprise 114 , anunciado el 22 de julio de 2010. [2] El procesador fue desarrollado durante un período de tres años por ingenieros de IBM de Poughkeepsie, Nueva York ; Austin, Texas ; y Böblingen , Alemania a un costo de US$1.5 mil millones. [3] Fabricado en la planta de fabricación de IBM en Fishkill, Nueva York , el procesador comenzó a enviarse el 10 de septiembre de 2010. IBM declaró que era el microprocesador más rápido del mundo en ese momento. [4]
El chip mide 512,3 mm2 y consta de 1.400 millones de transistores fabricados mediante el proceso de fabricación de silicio sobre aislante CMOS de 45 nm de IBM , que admite velocidades de 5,2 GHz : [1] en ese momento, la CPU con la velocidad de reloj más alta jamás producida para la venta comercial.
El procesador implementa la arquitectura CISC z/Architecture con una nueva secuencia de comandos superescalar fuera de orden y 100 nuevas instrucciones . La secuencia de comandos de instrucciones tiene entre 15 y 17 etapas; la cola de instrucciones puede contener 40 instrucciones y hasta 72 instrucciones pueden estar "en tránsito". Tiene cuatro núcleos , cada uno con una caché de instrucciones L1 privada de 64 KB , una caché de datos L1 privada de 128 KB y una caché L2 privada de 1,5 MB . Además, hay una caché L3 compartida de 24 MB implementada en eDRAM y controlada por dos controladores de caché L3 en el chip. También hay una caché L1 compartida adicional que se utiliza para operaciones de compresión y criptografía. [1]
Cada núcleo tiene seis unidades de ejecución similares a RISC , incluidas dos unidades de números enteros , dos unidades de carga y almacenamiento , una unidad de punto flotante binario y una unidad de punto flotante decimal . El chip z196 puede decodificar tres instrucciones y ejecutar cinco operaciones en un solo ciclo de reloj. [1]
El chip z196 tiene un controlador de memoria RAM DDR3 integrado que admite una configuración tipo RAID para recuperarse de fallas de memoria. El z196 también incluye un controlador de bus GX para acceder a adaptadores de canal de host y periféricos. Además, cada chip incluye coprocesadores para funciones criptográficas y de compresión. [1]
Aunque el procesador z196 tiene funciones integradas para multiprocesamiento simétrico (SMP), hay dos chips complementarios dedicados llamados caché compartida (SC), cada uno de los cuales agrega 96 MB de caché L4 fuera del chip para un total de 192 MB de caché L4. La caché L4 es compartida por todos los procesadores del libro. El chip SC consta de 1.500 millones de transistores y mide 478,8 mm2 , fabricado con el mismo proceso de 45 nm que el chip z196.
Cada chip también tiene 24 MB de caché L3 compartido por los 4 núcleos del chip. [1]
El sistema zEnterprise z196 utiliza módulos multichip (MCM), lo que permite que haya seis chips z196 en un solo módulo. Cada MCM tiene dos chips de caché compartidos que permiten que los procesadores del MCM se conecten con enlaces de 40 GB/s. [1]
Los distintos modelos del sistema zEnterprise tienen un número distinto de núcleos activos. Para lograrlo, algunos procesadores de cada MCM pueden tener su cuarto núcleo deshabilitado. [5]
El sistema zEnterprise z114 utiliza procesadores z196 pero no utiliza MCM, por lo que los procesadores se encuentran en módulos de un solo chip (SCM). Dos SCM y un chip de caché compartida se montan juntos en un cajón de procesadores. Estos procesadores también funcionan a una velocidad reducida, a 3,8 GHz. [6]