x86服務(wù)器架構(gòu)的最強音

袁怡男

3月31日，英特爾發(fā)布了Nehalem EP至強處理器。相對于上一代基于Penryn核心的至強處理器來說，Nehalem EP核心至強處理器帶來了哪些進步?對于企業(yè)用戶來說，選擇新至強處理器又能獲得多少效率提升?帶著這些疑問，我們采訪了英特爾服務(wù)器平臺事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理賀曉東先生，請他為大家詳細解析Nehalem EP至強究竟帶來了哪些創(chuàng)新之處。

MC：請問本次新推出的至強處理器是如何命名和劃分的呢?

賀先生：本次新推出的NehaIem EP產(chǎn)品主要包括至強3500和至強5500兩個系列的新品。以至強5500系列處理器的命名來看，其中第一個字母為w的是該系列的旗艦性能產(chǎn)品，TDP功耗也是最高的，為130W，第一個字母為X的是高性能產(chǎn)品，TDP功耗通常為95w；第一個字母為E的是主流產(chǎn)品，TDP功耗通常為80w，而第一個字母為L的則為低功耗版本，TDP功耗僅為60W。

MC：新發(fā)布的NehalemEP微架構(gòu)至強相對于上一代產(chǎn)品來說有哪些重要的變化?

賀先生：以本次新發(fā)布的英特爾至強5500系列處理器為例，它支持雙路服務(wù)器和工作站，在單顆處理器中設(shè)計了4個獨立運行的物理計算核心，并且通過新一代的超線程技術(shù)提供了八個邏輯計算線程，擁有8MB三級智能緩存，首次在服務(wù)器領(lǐng)域推出了6.4 GT／s的快速通道互聯(lián)總線技術(shù)(QPI總線)并集成內(nèi)存控制器，最高支持3通道的DDR 1333內(nèi)存，單核最高主頻可達到3.2GHz。

與前代5400相比，新架構(gòu)的至強5500系列處理器在功耗幾乎不變(多數(shù)產(chǎn)品TDPT降、低功耗版本略微上升)的情況下，性能取得了大幅提升。在英特爾進行的一系列企業(yè)級工作負載測試中，至強5500系列服務(wù)器平臺與前代5400系列平臺相比，性能提升可達70％～125％。而至強5500所提供的英特爾虛擬化技術(shù)也更加先進，其效率可達上一代5400服務(wù)器平臺的2.1倍。

MC：大家都很關(guān)注，內(nèi)置集成內(nèi)存控制器(IMC)搭配QPI總線的設(shè)計會給服務(wù)器平臺帶來怎樣的影響？

賀先生：隨著集成內(nèi)存控制器和兩條英特爾快速通道互聯(lián)技術(shù)(QPI總線)的引入，至強5500系列服務(wù)器已經(jīng)成為目前內(nèi)存帶寬最高的平臺。每顆至強5500系列處理器除了可以通過集成內(nèi)存控制器訪問自己的專屬內(nèi)存以外，還可以直接通過QPI總線訪問其它至強5500系列處理器的專屬內(nèi)存，而QPI總線的帶寬最高可達25.6GB／s，讓處理器與所有內(nèi)存之問的溝通暢通無阻。此外，由于在偵聽協(xié)議(snoop protoc01)中產(chǎn)生更少的跳躍(hops)，也讓多核之間獲得更高的通訊效率。在大數(shù)據(jù)量應(yīng)用方面(特別是在內(nèi)存帶寬密集型應(yīng)用上)，這兩個新技術(shù)可以帶來明顯的大幅度性能提升。

MC：根據(jù)我們的了解，新一代至強處理器在緩存機制方面又有變化，那么這些改進可以帶來什么不同呢?

賀先生：英特爾至強5500擁有大型非獨占共享三級高速緩存，其最大的優(yōu)勢在于可以減少處理器內(nèi)核之間的數(shù)據(jù)流量，并同時顯著提升性能。Nehalem EP微架構(gòu)至強的三級緩存技術(shù)可以消除不必要的輪詢，減少延遲并加快處理速度，加快緩存的查詢效率。至強5500處理器中每個物理內(nèi)核的二級緩存數(shù)據(jù)都會在三級緩存中建立一個副本，如果其它物理內(nèi)核需要對數(shù)據(jù)進行查詢，只需查找三級緩存即可，如果未能在三級緩存中找到目標，則可以肯定該數(shù)據(jù)也不存在于各內(nèi)核的二級緩存中，因此可以立即訪問內(nèi)存，節(jié)省處理周期。

MC：新一代至強是如何平衡性能、環(huán)保和節(jié)能需求的?聽說還可以實現(xiàn)按需提升性能，是這樣嗎?

賀先生：英特爾智能節(jié)能技術(shù)(Intelligent Power)指的是一系列針對Nehalem EP微架構(gòu)至強處理器進行能耗管理以及提升能效比的新技術(shù)。其中，集成功率門限可根據(jù)工作負載自動開啟或關(guān)閉單個核心供電，將不使用的核心空載功耗降低為接近0，其原理是每個內(nèi)核都有獨立的供電和喚醒開關(guān)。另外，至強5500平臺的處理器、芯片組和內(nèi)存都支持自動低功耗狀態(tài)，可幫助服務(wù)器更好地根據(jù)任務(wù)負載狀況自適應(yīng)地調(diào)節(jié)能耗水平。

按照英特爾實驗室的測試結(jié)果，與第一代四核服務(wù)器平臺——至強5300系列相比，新至強5500系列服務(wù)器平臺的空載功耗水平降低為原來的五分之一，并且所能提供的系統(tǒng)功耗狀態(tài)分級數(shù)量也是原來的5倍，在每種預(yù)設(shè)功耗狀態(tài)之間的切換速度是原來的6倍。

按需提升性能是指英特爾智能加速技術(shù)(IntelTurboBoostTechnology)。通過這一技術(shù)，英特爾至強5500服務(wù)器平臺可自動根據(jù)工作負載需求，在不影響工作性能的同時將處理器和內(nèi)存能耗降至最低程度。

MC：現(xiàn)在企業(yè)虛擬化應(yīng)用逐漸開始興起，新至強在這方面有何特別嗎?

賀先生：至強5500系列主要支持3大虛擬化方面的技術(shù)。首先是英特爾虛擬化靈活遷移技術(shù)，簡單地說就是在不同代的英特爾服務(wù)器平臺中可以實現(xiàn)虛擬化應(yīng)用的兼容。其次它還支持英特爾VT FlexPriority(靈活優(yōu)先級)技術(shù)，可以在無需VMM(虛擬機管理器)介入的情況下，讀取和改寫任務(wù)優(yōu)先順序，提升虛擬化性能。最后它還支持擴展頁表(EPT)功能，可以通過減少虛擬機使用頁表帶來的開銷來提升性能。另外，從整個平臺來看，基于處理器層面的VT-x技術(shù)、基于芯片組層面的VT-d技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)層面的VT-C技術(shù)的互相搭配，也能進一步增強服務(wù)器的虛擬化性能。

MC：企業(yè)用戶通常更關(guān)心成本，選擇新至強是否需要更多的預(yù)算呢?

賀先生：對于企業(yè)來說，選擇新一代英特爾至強5500系列服務(wù)器平臺最大的優(yōu)勢在于擁有更強大的性能和能效比，大幅降低了企業(yè)的整體擁有成本(TCO)。舉例來說，企業(yè)如果以至強5500系列服務(wù)器替代4年前購置的單核服務(wù)器平臺，一臺至強5500的計算能力可以替代9臺老式服務(wù)器，并且可以節(jié)省89％的空間和92％的能耗。雖然購買新的服務(wù)器需要增加預(yù)算，但通過新服務(wù)器所節(jié)省的能耗費用，預(yù)計可在8個月內(nèi)就可以收回投資。

MC點評：從技術(shù)的角度講，至強5500秉承了Nehalem微架構(gòu)的優(yōu)秀性能表現(xiàn)，同時通過針對服務(wù)器產(chǎn)品優(yōu)化的智能節(jié)能技術(shù)自動降低功耗，并運用智能加速技術(shù)識別用戶的性能需求變化，調(diào)整能耗比，使得它在企業(yè)部署方面更加靈活。而新一代虛擬化技術(shù)的加入，更是讓企業(yè)在虛擬化應(yīng)用效率方面獲得了進一步提升，確實值得企業(yè)用戶關(guān)注。