Господству x86, пожалуй, куда больше угрожает семейство архитектур ARM, нежели POWER, однако в рамках проекта OpenPOWER экосистему можно назвать живой, тем более что среди активных вкладчиков есть европейская лаборатория открытых компьютерных архитектур. Архитектура POWER по решению IBM стала открытой ещё в августе прошлого года и сейчас плоды этого решения начинают появляться.
На проходящем сейчас саммите Linux Foundation Open Source было анонсировано новое открытое процессорное ядро A2I, базирующееся на этой архитектуре. Новая разработка предназначена для заказных и встраиваемых систем-на-чипе (SoC) сравнительно небольшой мощности.
A2I не поддерживает внеочередного исполнения инструкций, но мультипоточность в нём реализована, а главный упор сделан на увеличение пропускной способности по всем каналам передачи данных, что немаловажно для активно растущего сегмента периферийных вычислений.
В основу дизайна A2I легло ядро Edge-of-Network под названием PowerEN, которое использовалось в процессорах общего назначения POWER-A2 в составе HPC-систем и суперкомпьютеров серии IBM BlueGene/Q. Что удивительно, данное ядро не поддерживает спекулятивное исполнение команд, то есть оно не подвержено уязвимостям класса Spectre/Meltdown.
Сам дизайн A2I является модульным, что позволяет создавать оптимизированные под конкретную задачу SoC. Процессор может быть дополнен «вспомогательным исполнительным блоком» (Auxiliary Execution Unit), тесно связанным с основным ядром. Набор инструкций соответствует спецификациям PowerISA v2.06 в 64-битном варианте.
Изначально ядро данной серии разрабатывалось под 45-нм техпроцесс, но даже тогда оно имело площадь всего 2,9 мм2 и при частоте 2,3 ГГц укладывалось в теплопакет менее 1 Ватта; ожидается, что применение современных 7-нм производственных норм позволит довести эти показатели до 0,17 мм2 и 0,5 Ватта при частоте 4,2 ГГц. Четырёхъядерный чип с поддержкой SMT4 может уложиться в 2 Ватта.
Предусмотрены кеши инструкций и данных объёмом 16 Кбайт каждый, объём кешей других уровней, по-видимому, оставлен на усмотрение разработчика. Имеется встроенный MMU, способный адресовать до 4 Тбайт физической памяти. Процессор может работать в обоих режимах endian: big и little. Ядро A2I стало полностью открытым, и вся информация о нём содержится в соответствующем репозитории GitHub.
При этом надо понимать, что открыто только ядро, а не процессор POWER-A2 целиком. Последний состоял из 18 ядер, одно из которых было служебным, а ещё одно — запасным. L1-кеш был представлен SRAM, а L2 состоял из eDRAM. Помимо обычных ядер в нём имелись отдельные акселераторы для работы с XML, шифрования, компресии и обработки регулярных выражений, а также 4 канала 10GbE. По отзывам тех лет, процессор был невероятно сложным, но, как показала практика, в конечном итоге достаточно эффективным.
