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IBM z15: 12 Kerne mit 5,2 GHz, 256 MB L3- und viel L4-Cache

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ibmIBM hat seinen Mainframe-Prozessor in einer neuen Generation vorgestellt und dabei an einigen Stellschrauben gedreht, um das Design an die aktuellen Gegebenheiten anzupassen. Dazu gehört zum einen die Erhöhung der Kerne auf nun 12 für den eigentlichen Central Processor (CP) sowie eine drastische Erhöhung der Cache-Kapazitäten. Der z15 wird in den gleichnamigen Mainframe-Systemen zum Einsatz kommen.

Golem ist auf den Technical Guide (PDF) gestoßen, der alle wichtigen Informationen enthält. So fertigt IBM die Prozessoren wieder selbst und verwendet dazu ein Verfahren mit 14 nm. Der bereits erwähnte Central Processor ist mit 9,2 Milliarden Transistoren bereits sehr komplex und bringt es daher auf 695,75 mm². Die ebenfalls in einem solchen System verbauten System Controller (SC), die sich beispielsweise um die Anbindung des Interconnects kümmern, bringt es auf 9,7 Milliarden Transistoren, soll aber ebenfalls 695,75 mm² messen. Es handelt sich also um große monolithische Designs.

Die 12 Kerne des z15 können mit bis zu 5,2 GHz arbeiten. Pro Kern können ein oder zwei Threads verarbeitet werden. Das Simultaneous Multi-Threading (SMT) teilt sich einige Ressourcen der Kerne und kann je nach Anwendung zu- oder abgeschaltet werden. IBM selbst spricht von einem Leistungsplus von nur 25 % durch das Zuschalten von SMT.

Der L2-Cache wird im Vergleich zum z14 von 2 auf 4 MB pro Kern verdoppelt. Auch der L3-Cache verdoppelt seine Kapazität von 128 auf 256 MB. Der System Controller bringt es bei gleicher Chipfläche auf deutlich mehr Transistoren. Dies liegt vor allem daran, dass hier vergleichsweise eng gepackte eDRAM-Zellen untergebracht sind. Über 960 MB shared eDRAM L4-Cache verfügt ein System Controller.

Die System Controller und Central Processor kommen zusammen in sogenannten CPC Drawern zum Einsatz. In diesen befinden sich sechs Central-Processor-Einheiten und ein System Controller. In den dazugehörigen DIMM-Steckplätzen kann DDR4-Speicher untergebracht werden. Auch hier hat sich die Gesamtkapazität erhöht. Bis zu 40 TB können in einem Drawer verbaut werden. Es gibt aber auch I/O Drawer, die Schnittstellen wie PCI-Express 4.0 zur Verfügung stellen.

Die z15 Mainframes von IBM werden individuell auf Kundenwunsch zusammengestellt. Die jeweilige Anwendung bestimmt die Ausstattung hinsichtlich der CPC- und I/O-Drawer. Solche Mainframes bewegen sich beim Anschaffungspreis schnell in Millionenhöhe.

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