IBM將重磅開源Power模擬芯片指令集

IBM 宣布向開源社區(qū)提供 Power 指令集架構(gòu)（ISA，Instruction Set Architecture），為開源貢獻(xiàn)力量！除開源 ISA外，其還計(jì)劃向開源社區(qū)貢獻(xiàn)其他技術(shù)，包括 IBM Power 指令集架構(gòu)的軟核部署、開放式一致性加速處理器接口（OpenCAPI）和開放式內(nèi)存接口（OMI）的參考設(shè)計(jì)。

IBM 引以為傲的 Power 架構(gòu)芯片，在性能上有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，圍繞 Power 架構(gòu)，IBM 已貢獻(xiàn)了超過(guò)兩百萬(wàn)行開源系統(tǒng)固件代碼和系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)，以及大量的相關(guān)技術(shù)文檔。OpenPOWER 家族中最新的 POWER9 CPU 具有 80 億個(gè)晶體管，最多達(dá) 24 個(gè)處理核心。目前最頂級(jí)的超算系統(tǒng)、美國(guó)能源部的 Summit 和 Sierra 超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)采用的正是 POWER9。

此外，OpenCAPI 和 OMI 兩種接口標(biāo)準(zhǔn)的開源還可增加處理器和連接設(shè)備之間的內(nèi)存帶寬，使開發(fā)人員能夠避免性能瓶頸，允許開源開發(fā)人員創(chuàng)建更多創(chuàng)新的硬件組件，而這最終可能使 IBM 更好地與英特爾競(jìng)爭(zhēng)。IBM 的這個(gè)決定其實(shí)已經(jīng)準(zhǔn)備了很長(zhǎng)一段時(shí)間。而開源，就是包括 IBM 在內(nèi)的昔日巨頭們重新奪回賽道的重要手段。

事實(shí)上，從歷史上看，藍(lán)色巨人一直是 Linux 和相關(guān)項(xiàng)目的忠實(shí)貢獻(xiàn)者。IBM 于 1999 年首次宣布支持免費(fèi)操作系統(tǒng) Linux，當(dāng)時(shí)微軟的 Windows 系統(tǒng)在桌面和服務(wù)器上都取得了勝利，而 Linux 遠(yuǎn)沒有今天這么成熟。而且據(jù)統(tǒng)計(jì)到 2008 年，IBM 雇傭了大約 600 名開發(fā)人員，涉及 100 多個(gè) Linux 項(xiàng)目，包括 Xen、Linux 工具鏈、Apache、Eclipse 和內(nèi)核本身。

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，Linux 一直是 IBM 的命脈。在過(guò)去的 20 多年里，公司通過(guò)捐贈(zèng)資金和開發(fā)時(shí)間，花費(fèi)了數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億美元來(lái)支持 Linux 生態(tài)系統(tǒng)。盡管它并非完全出于利他主義，但很顯然的事實(shí)是，IBM 對(duì) Linux 產(chǎn)生了不可否認(rèn)的積極影響。

當(dāng)然，如果 IBM 十年前就發(fā)力開源的話，情況可能會(huì)更好。不過(guò)，隨著收購(gòu)紅帽后大量開源精神的注入，對(duì) IBM 本身以及整個(gè) Linux 生態(tài)系統(tǒng)都產(chǎn)生了重大的積極意義，而現(xiàn)在，IBM 也終于邁出了下一步。

除了以上的開源動(dòng)作外，IBM 還宣布將推動(dòng) OpenPower 基金會(huì)加入 Linux 基金會(huì)。OpenPower 基金會(huì)是由 Google、Mellanox Technologies、Nvidia 和 Tyan 在 6 年前所組建的，旨在創(chuàng)建一個(gè)圍繞 Power 系列處理器的指令集架構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)。

因此，如果你曾經(jīng)想創(chuàng)建自己的 Power 處理器，但被 IBM 昂貴的許可證費(fèi)用“嚇退”了的話，現(xiàn)在機(jī)會(huì)來(lái)了，你不需要參與 OpenPower 基金會(huì)也可以使用 Power 指令集。與 RISC-V、MIPS 等開源指令集相比，Power 指令集最大的優(yōu)勢(shì)就是性能強(qiáng)大，而 RISC-V 等指令集主要面向低功耗的 IoT 設(shè)備等，所以對(duì) HPC 高性能運(yùn)算、AI 人工智能、深度學(xué)習(xí)等需要高性能的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，Power 開源又提供了一次良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。

在這種行業(yè)環(huán)境下，自然是時(shí)候開放 Power 芯片指令集了！對(duì)于開發(fā)者和行業(yè)來(lái)說(shuō)，開源意味著什么？

Power 架構(gòu)最大的特點(diǎn)就是采用對(duì)稱多處理器技術(shù)，能夠保障內(nèi)存訪問任何一個(gè) CPU 時(shí)速度都是一樣的，這是英特爾 X86 架構(gòu)都做不到的優(yōu)點(diǎn)，因此 Power 架構(gòu)未來(lái)被應(yīng)用于高端服務(wù)器市場(chǎng)的前景非常廣泛。此番開源 Power 芯片集，IBM 可以說(shuō)是為整個(gè)開源社區(qū)做出了巨大貢獻(xiàn)——這意味著任何公司可都以使用 Power 芯片指令集來(lái)構(gòu)建一個(gè)芯片，而不必支付一毛錢給 IBM 或 OpenPower 基金會(huì)，就可擁有開發(fā)芯片的專利權(quán)。

除了這些，IBM 還提供了一個(gè)在 FPGA（一種大概來(lái)自 Xilinx，而不是 Altera公司的器件）上實(shí)現(xiàn)的 Power 芯片指令集的軟核模型供人們使用。并且，IBM 還采用了 OpenCapi 加速器接口及其 OpenCapi 內(nèi)存接口變體，這是今年某個(gè)時(shí)候推出的 Power9’（這是一個(gè)單引號(hào)，而不是一個(gè)打字錯(cuò)誤）處理器的一個(gè)關(guān)鍵功能，實(shí)際上，它正在為這些參考設(shè)計(jì)向獨(dú)立于 OpenPower 的 OpenCapi 聯(lián)盟提供 RTL。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。雖然 IBM 是美國(guó)企業(yè)，但開源的 Power 指令集是不會(huì)受到美國(guó)“禁令”的影響，其效率高、性能強(qiáng)勁的特點(diǎn)對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商來(lái)說(shuō)，或許也會(huì)提供國(guó)產(chǎn)芯的新機(jī)遇？而且，如果真的能基于 Power ISA 做出 CPU，相信對(duì)于目前 x86、ARM 的壟斷也是強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。