IBM Power10-Prozessor: Mehr Speicher, mehr Tempo, mehr Sicherheit

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Zugegeben, bis Ende nächsten Jahres ist noch ein wenig hin. Trotzdem ist eine erste Betrachtung angebracht, was die die zehnte Generation der IBM Power-CPU zu leisten imstande sein soll. Ihr Name: IBM Power10.

Bemerkenswert sind die Daten, die IBM bisher veröffentlicht hat, allemal. Diese sehen in Teilen wie folgt aus:

  • Strukturbreite: 7 Nanometer (Power9-CPU: 14 Nm)
  • Anzahl der Transistoren: 18 Milliarden (Power9: 8 Milliarden)
  • maximaler Arbeitsspeicher pro CPU: 4 Terabyte
  • maximale Kerne pro Prozessor: bis zu 30 (Power9: bis zu 22)
  • Anzahl der Threads pro dualem Chip: 240 Threads

Daneben weist der IBM Power10 Prozessor zahlreiche Funktionen und Merkmale auf, von denen unter anderem Cloud Service Provider und Rechenzentrumsbetreiber profitieren sollen. Dazu gehören neue und verbesserte Speicherkonzepte genauso wie robuste Sicherheitsfunktionen. Damit können vor allem Multi- und Hybrid-Cloud-Infrastrukturen besser gegen Angriffe von innen und außen geschützt werden. Um das zu erreichen, bietet der IBM Power10-Prozessor interessante Merkmale.

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CPU-übergreifende, temporeiche Speicherverbindungen

Mit der PowerAXON-Schnittstelle, die die vorhandenen Prozessorkerne miteinander verbindet und gleichzeitig die CPU mit anderen Chips “vernetzen” kann, lässt sich eine deutlich höhere Bandbreite erzielen. IBM spricht von bis zu 1 Terabyte pro Sekunde. Zudem unterstützt das Interface diverse Protokolle, was zahlreiche Einsatzmöglichkeiten erlaubt.

Darüber hinaus beherrscht das PowerAXON-Interface das sogenannte Memory Clustering. Damit hat jeder Prozessor Zugriff auf die Speicherbereiche anderer Prozessoren innerhalb desselben sowie entfernter Netzwerke. Im Vergleich zu Techniken wie NVIDIA NVlink sind damit Zugriffszeiten im Nanosekunden-Bereich realisierbar, was Datenzugriffe rein rechnerisch um den Faktor 1.000 erhöht (NVlink: Millisekunden).

Dahinter steckt eine Technik, die sich „Memory Inception“ nennt. Wie der Begriff vermuten lässt, sollen damit vor allem KI-basierte Anwendungen beschleunigt werden, indem Speichercluster aufgebaut werden, die Petabyte-große Speicherstrukturen ermöglichen. Das ist vor allem für datenintensive Machine-Learning-Methoden nützlich. Damit kann laut IBM maschinelles Lernen verbessert und beschleunigt werden.

PowerAXON-Schnittstelle des IBM POWER10-Prozessors

Für jede CPU von 4 Terabyte Speicher

Der IBM Power10-Prozessor unterstützt darüber hinaus das Open Memory Interface (OMI). Damit lassen sich pro Prozessor maximal 16 DDR5-Speicherbausteine verwalten, woraus sich eine Arbeitsspeichergröße von bis zu 4 Terabyte ergibt – und das pro CPU-Sockel. Damit soll ein Datendurchsatz von 410 Gigabyte/Sekunde realistisch sein. Das wird datenintensive Anwendungen in neue Dimensionen katapultieren und zahlreiche, neue Anwendungsszenarien ermöglichen.

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Transparente Speicherverschlüsselung

Interessant sind auch die Sicherheitsfunktionen, die IBM seinem Power10-Prozessor spendieren will. Dazu zählt beispielsweise die transparente RAM-Verschlüsselung TME (Transparent Memory Encryption). Damit lassen sich Daten besser schützen, die sich in nicht-flüchtigen Speicherbereichen befinden. Das soll helfen, logische Partitionen und Cloud-Container noch unangreifbarer machen.

Hierfür kommt eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung zum Einsatz, die den Zugriff auf Speicherinhalte besser absichern soll. Zudem wird die Zahl der AES-Verschlüsselungseinheiten des Power10-Prozessors um den Faktor 4 erhöht. Folge: Die CPU kann Daten schneller ver- und entschlüsseln und ist zudem für künftige kryptografische Methoden besser vorbereitet.

Im IBM Power10-Prozessor “fließt schwäbisches Blut”

Wie schon bei seinen Vorgängern ist an der Entwicklung des Power10-Prozessors das schwäbische IBM-Forschungslabor Böblingen beteiligt. Dort kümmern sich die zuständigen Experten unter anderem um die Prozessorverifikation und -validierung. Zudem stammt die Speicherverschlüsselung aus dem IBM-Labor sowie andere logische Einheiten der Power10-CPU.

Disclaimer: Dieser Beitrag ist ursprünglich für die Wilsch IT-Services GmbH entstanden.