率先支援PCIe 4.0與NVLink 2.0，首款Power9伺服器出爐

在2014年IBM發表了Power8，揭開OpenPOWER開放式架構的序幕，更多廠商得以參與Power System的開發，而到了2017年12月，下一代運算架構Power9終於正式亮相，該公司正式發表採用這顆處理器的伺服器AC922。

基本上，這款機型是專為運算密集的人工智慧工作負載所設計的，能夠搭配2顆Power9處理器，以及4或6個支援SXM 2.0插槽的GPU運算模組（Nvidia Tesla V100），可協助企業建立更精準、更快的人工智慧應用系統，例如，針對 TensorFlow、Caffe、Chainer等常見的深度學習框架軟體環境，以及Kinetica這類分散式記憶體內加速資料庫，能夠提供顯著的效能改善，適用於科學研究、即時詐騙偵測與信用風險分析等領域。

純就Power9處理器而言，IBM採用了14奈米製程（Power8是22奈米製程），並區分為SMT8和SMT4等兩種類型的核心，而AC922目前搭配的是由SMT4核心所組成的Power9處理器，可支援4種核心配置組態，對應不同散熱方式。例如，16核心和20核心搭配氣冷，而18核心和22核心則是水冷。

AC922搭配的Power9處理器，是屬於SMT4核心類型，而且是針對橫向擴展應用的組態，內建24顆運算核心，因此不論是8335-GTG（16核心和20核心）或8335-GTW（18核心和22核心）的伺服器機型，所搭配的Power9處理器核心數量，都在這個範圍內。

至於整臺伺服器系統的部份，AC922率先引進許多新發布的I/O規格，包含：PCIe 4.0，Nvidia NVLink 2.0、CAPI 2.0，以及OpenCAPI。以2017年10月底拍板定案的PCIe 4.0為例，傳輸速度為16 GT/s，是現行普遍採用的PCIe 3.0的兩倍，而就資料吞吐量來看，同樣都是x16的憑寬，PCIe 4.0可提供30.5 GB/s，而PCIe 3.0可提供15.8 GB/s，綜觀目前市面上的伺服器機型，AC922應是第一款採用PCIe 4.0的產品。

Power9處理器在I/O介面上，提供許多新標準的支援，包含PCIe 4.0、NVLink 2.0、Open CAPI 3.0。其中，PCIe的部份，可連接網路介面卡和ASIC、FPGA運算卡，也可用於CAPI 2.0介面的連接；而NVLink 2.0和Open CAPI 3.0，都是運用25GB/s的I/O連結，可分別搭配新一代的GPU，以及ASIC、FPGA運算卡。

AC922支援的另一個重要新規格，則是Nvidia NVLink 2.0。它同樣是在2017年正式亮相，隨著Nvidia發表旗艦型GPU——Tesla V100，以及AI應用開發工作站DGX Station，而開始浮上檯面，傳輸速度為25 GT/s（NVLink 1.0為20 GT/s）。

以運算效能而言，AC922可具備更強的處理能力。根據IBM的測試，在同樣搭配40個CPU執行緒，以及4顆Nvidia Tesla V100的GPU組態下，若是採用兩顆20核心Power9處理器的AC922，在深度學習框架的訓練效能上，能夠達到英特爾伺服器平臺（2顆Xeon E5-2640 v4）的3.7倍與3.8倍。

而在I/O的改進當中，因為有了上述多種新技術的支援，AC922在資料移動作業的速度上，有了很大的突破。舉例來說，基於PCIe 3.0的系統，尖峰I/O傳輸速度為15.75 GB/s；而在運用Power9和NVLink的系統當中，尖峰I/O傳輸速度可達到150 GB/s，是前者的9.5倍。

從伺服器內部實際的I/O頻寬，也可看出AC922的強項。根據IBM的測試，AC922在Power9（CPU）到Tesla V100（GPU）之間，最高為150GB/s，若以普遍支援PCIe 3.0的英特爾伺服器平臺做為基準，IBM這款伺服器可達到5.6倍。

Power9處理器搭配NVLink 2.0，能夠以極大的頻寬來連接支援該介面的Nvidia Volta架構GPU。若以8335-GTG搭配4個GPU的機型而言，在GPU之間，以及CPU與GPU之間的I/O頻寬都是150 GB/s。

圖中是新舊CAPI之間的架構比較，Power9導入的新一代Open CAPI不再架構在PCIe介面上，而是利用25G的I/O連結，藉此改善延遲、提升頻寬，能夠更充分支援FPGA與平行運算的應用。

打開機箱上蓋，我們來看看AC922內部的配置，分別被4排記憶體所圍繞的是兩顆Power9處理器，而GPU則是在機箱中間、橘紅色的部份，這裡配置了4個GPU，而其旁所預留的空間，其實可再分別容納1個GPU，以便讓整臺伺服器搭配到6個GPU。若以這樣的配置來看，單就所有GPU占用的機箱空間，已經快要逼近、甚至超過CPU加上記憶體的空間。

產品資訊

IBM Power System AC922
●原廠：IBM
●建議售價：廠商未提供
●尺寸：2U
●處理器：2顆Power9（每顆核心最大4個執行緒）。8335-GTG：可選擇16核心、2.6 GHz，或20核心、2.0 GHz；8335-GTW：可選擇18核心、2.98 GHz，或22核心、2.78 GHz
●記憶體：16個DDR4插槽，8335-GTG：256 GB、512 GB、1.02 TB，最大容量為1TB，8335-GTW：最大容量為2TB
●硬碟：2臺2.5吋SATA硬碟（1TB、2TB，整臺最大容量為4TB）或固態硬碟（960GB、1.92TB、3.84TB，整臺最大容量為7.68TB）
●搭配GPU：8335-GTG：2或4個Nvidia Tesla V100，8335-GTW：4或6個Nvidia Tesla V100
●網路介面：2個GbE埠
●擴充介面：2個PCIe 4 x16、PCIe 4 x8、PCIe 4 x4

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】