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Front coverIBM Power Systems S812L and S822LTechnical Overview and IntroductionOutstanding performance based on POWER8processor technology2U scale-out rack-mountLinux serverImproved reliability, availability,and serviceability featuresAlexandre Bicas CaldeiraVolker HaugMarc-Eric KahleAndrew LaidlawCesar Diniz MacielMonica SanchezSeulgi Yoppy Sungibm.com/redbooksRedpaper
International Technical Support OrganizationIBM Power Systems S812L and S822L TechnicalOverview and IntroductionAugust 2014REDP-5098-00
Note: Before using this information and the product it supports, read the information in “Notices” onpage vii.First Edition (August 2014)This edition applies to the IBM Power System S812L (8247-21L) and IBM Power System S822L (8247-22L)servers. Copyright International Business Machines Corporation 2014. All rights reserved.Note to U.S. Government Users Restricted Rights -- Use, duplication or disclosure restricted by GSA ADP ScheduleContract with IBM Corp.
ContentsNotices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viiTrademarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viiiPreface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ixAuthors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ixNow you can become a published author, too! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiiComments welcome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiiStay connected to IBM Redbooks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiiChapter 1. General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Power S812L server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Power S822L server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 Operating environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.4 Physical package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.5 Server features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.5.1 Power S812L server features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.5.2 Power S822L server features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.5.3 Minimum features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5.4 Power supply features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5.5 Processor module features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5.6 Memory features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.6 PCIe slots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.7 Disk and media features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.8 I/O drawers for Power S812L and Power S822L servers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.8.1 PCIe Gen3 I/O expansion drawer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.8.2 I/O drawers and usable PCI slot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.8.3 EXP24S SFF Gen2-bay drawer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.9 Server and virtualization management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.10 Server racks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.10.1 IBM 7014 Model T00 rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.10.2 IBM 7014 Model T42 rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.10.3 IBM 42U Slim Rack 7965-94Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.10.4 Feature code 0551 rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.10.5 Feature code 0553 rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.10.6 Feature code ER05 rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.10.7 The AC power distribution unit and rack content . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.10.8 Rack-mounting rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.10.9 Useful rack additions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.10.10 OEM rack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Chapter 2. Architecture and technical overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1 The IBM POWER8 processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.1 POWER8 processor overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.2 POWER8 processor core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.3 Simultaneous multithreading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.4 Memory access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.5 On-chip L3 cache innovation and Intelligent Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.6 L4 cache and memory buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.7 Hardware transactional memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Copyright IBM Corp. 2014. All rights reserved.293132343536363738iii
2.1.8 Coherent Accelerator Processor Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.9 Power management and system performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.10 Comparison of the POWER8, POWER7 , and POWER7 processors . . . . . . . .2.2 Memory subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.1 Custom DIMM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.2 Memory placement rules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.3 Memory bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3 System bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4 Internal I/O subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4.1 Slot configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4.2 System ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5 PCI adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.1 PCI Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.2 LAN adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.3 Graphics accelerator adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.4 SAS adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.5 Fibre Channel adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.6 Fibre Channel over Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.7 InfiniBand host channel adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.8 Asynchronous and USB adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.9 Cryptographic coprocessor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.10 Field-programmable gate array adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.11 CAPI adapters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5.12 Flash storage adapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6 Internal storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6.1 RAID support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6.2 Easy Tier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6.3 External SAS port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6.4 Media bays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.7 External I/O subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.7.1 PCIe Gen3 I/O expansion drawer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.7.2 PCIe Gen3 I/O expansion drawer optical cabling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.7.3 PCIe Gen3 I/O expansion drawer SPCN cabling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.8 External disk subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.8.1 EXP24S SFF Gen2-bay drawer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.8.2 IBM System Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.9 Hardware Management Console (optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.9.1 HMC code level. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.9.2 HMC RAID 1 support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.9.3 HMC connectivity to the POWER8 processor-based systems . . . . . . . . . . . . . . .2.9.4 High availability HMC configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.10 Operating system support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.10.1 Linux operating system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.10.2 Virtual I/O Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.10.3 Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.11 Energy management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.11.1 IBM EnergyScale technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.11.2 On Chip Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.11.3 Energy consumption estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . hapter 3. Virtualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.1 POWER Hypervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.1.1 Virtual SCSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89ivIBM Power Systems S812L and S822L Technical Overview and Introduction
3.1.2 Virtual Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893.1.3 Virtual Fibre Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.1.4 Virtual (TTY) console . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.2 POWER processor modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913.3 Active Memory Expansion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.4 Single Root I/O Virtualization (SR-IOV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.4.1 Direct access I/O and performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943.4.2 Adapter sharing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953.4.3 Adapter resource provisioning (QoS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953.4.4 Flexible deployment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953.4.5 Reduced costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.5 PowerVM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.5.1 IBM PowerVM for IBM PowerLinux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.5.2 Logical partitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.5.3 Multiple shared processor pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003.5.4 Virtual I/O Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013.5.5 PowerVM Live Partition Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.5.6 Active Memory Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.5.7 Active Memory Deduplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073.5.8 Operating system support for IBM PowerVM for IBM PowerLinux . . . . . . . . . . . 1073.5.9 Linux support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.5.10 PowerVM simplification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.6 System Planning Tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113.7 IBM PowerVC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.8 IBM PowerVP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.8.1 Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Chapter 4. Reliability, availability, and serviceability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.1.1 RAS enhancements of POWER8 processor-based scale-out servers . . . . . . . .4.2 Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2.1 Designed for reliability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2.2 Placement of components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3 Processor/Memory availability details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.1 Correctable error introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.2 Uncorrectable error introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.3 Processor Core/Cache correctable error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.4 Processor Instruction Retry and other try again techniques . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.5 Alternative processor recovery and Partition Availability Priority . . . . . . . . . . . .4.3.6 Core Contained Checkstops and other PowerVM error recovery . . . . . . . . . . . .4.3.7 Cache uncorrectable error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.8 Other processor chip functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.9 Other fault error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.10 Memory protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.11 I/O subsystem availability and Enhanced Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4 Serviceability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.1 Detecting introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.2 Error checkers, fault isolation registers, and First-Failure Data Capture . . . . . .4.4.3 Service processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.4 Diagnosing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.5 Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.6 Notifying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4.7 Locating and servicing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23124125125125126127128130131Contentsv
vi4.5 Manageability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.5.1 Service user interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.5.2 IBM Power Systems Firmware maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.5.3 Concurrent firmware update improvements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.5.4 Electronic Services and Electronic Service Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.6 Selected POWER8 RAS capabilities by operating system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134134139143143147Related publications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IBM Redbooks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Other publications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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