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Intel新纪率 淡化频率 强化效率 降低功率

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  【IT168 特别报道】2006年英特尔春季信息技术峰会的主题是“优化平台,超越未来”,英文为“Power-Optimized Platforms,Leap ahead”。这是最近几届IDF中最务实、最自醒的主题,它昭示着英特尔未来几年的产品将会同过去有很大的不同,他更多的以用户为出发点,而非过分的强调技术优势、领先,这也就意味着本届IDF是最值得用户关注的。其中的服务器产品线的规划很好的切合了“优化平台”的主旨。

  Smarter Working

性能、主频、IPC、功率关系示意图

  对于处理器而言,性能受到了两个因素的影响:主频和IPC(Instructions per Cycle)。之前的英特尔利用自己的设计、生产处理器的优势主要依靠提升频率来提高处理器的性能。而其竞争对手则避其锋芒,选择了提升了效能,也就是主要通过提升IPC辅以小幅度提升频率来改进处理器性能。不幸的是英特尔快速提升处理器主频的策略首先遇到了瓶颈。

下一代的英特尔处理器将使用统一的微架构

  2005年整整一年,英特尔终究没有能消除4GHz的魔障。现在看来,即便是英特尔处理器主频顺利突破4GHz,很多问题也依然不能解决。比如发热量,这个过去几年一直让英特尔拥趸引以为豪的优点,现在已经荡然无存,即便是处理器工艺从130nm进化至90nm乃至65nm,功耗依然高达130瓦,高主频、大容量缓存都是导致发热量骤升的主要原因。所以从去年开始,英特尔在多种场合,特别是介绍双核处理器的厂商开始强调IPC(Instruction Per Cycle)的概念,本次的专题讲座中也明确的提出:

Foucus on efficiency rather than GHz

  

  那么如何Smarter Working?

  答案是——

  Bensley平台

  英特尔计划在今年的第二季度正式推广新的企业级平台:Bensley平台。同样,Bensley平台是一个涵盖新的处理器、芯片组、内存子系统、I/O技术等的综合。

  从目前英特尔公开的资料,我们可以了解到Bensley平台包括一系列新的处理器,在未来的1-2年内,英特尔将会陆续的发布Dempsey、Woodcrest和Clovertown。Blackford MCH将能至少对于Dempsey和Woodcrest处理器提供支持,也就是说厂商现在设计生产的支持Dempsey平台,将能平滑的支持随后发布的Woodcrest等处理器。

  Blackford MCH相对于现有的Lindenhurst MCH最明显的改进是用DIB(Dual Independent Bus,双独立总线)取代了原来的共享总线,使得新的Xeon平台在结构上更趋于平衡。具体的说来,现在的两颗Paxville DP处理器通过一条800MHz FSB同MCH通讯,两颗处理器四个核心共享一条带宽只有6.4GB/s的总线,而实际上至少24GB/s的总线带宽才能消除这个系统的瓶颈。

  Blackford MCH将会支持新型的FB-DIMM技术,最高可支持4通道配置,平台最高配置的内存容量可达64GB。

  Blackford MCH还会进一步的改进I/O相关的技术,它最多支持24 lane PCI-Express,可以配置为3组x8 PCI Express或者6组x4 PCI Express,可搭配最新的ESB-2南桥。

  泰安(TYAN)、超微(Supermicro)在本届英特尔春季信息技术峰会期间均展示了基于Bensley平台的产品。

  Dempsey和Woodcrest

  基于Paxville DP核心的Xeon处理器整合了两个类似于Prescott核心,每个核心有2MB独享L2缓存,800MHz FSB,可以在现有的Lindenhurst平台上运行。

  Dempsey处理器整合了两个Cedar Mill处理器,因此主要特性同我们熟悉的Pentium D 900系列处理器相仿。该处理器制程为65nm,每个核心依然是2MB独享L2缓存,支持超线程技术、EMT64、ED等技术。Dempsey处理器设计最高主频可达3.73GHz,TDP并没有多少改进,依然高达130W!

  Dempsey最明显的改变是将FSB从800MHz提升到了1066MHz,配合DIB基本缓解了Xeon平台的总线瓶颈。Dempsey采用了FC-LGA6封装,从现在的Socket 604接口转为了LGA 771接口。其封装形式同下一代Woodcrest核心处理器是兼容的,因此他们可以共享相同的Bensley平台。

  Dempey将是最后一颗基于Netburst微架构开发的Xeon处理器。

  Woodcrest将会采用全新的微架构,其整合了两个Merom Core核心,65nm制程,主频可达3GHz,共享4MB L2缓存。新的微架构带来的最大改观是大幅度降低了功耗,其TDP将只有80W,新的Xeon将会提供与Xeon处理器相同或者更高的性能,但是其功耗却只有原来的60%

  从Woodcrest开始,Intel Core微架构全面的融入了从个人计算到企业计算的方方面面。

Dempsey和Woodcrest主要功能对比

  FB-DIMM

  现有的Lindenhurst内存子系统也是一个明显的瓶颈,其最高支持双通道DDR2-400内存,因此只能提供6.4GB/s带宽,这同前面介绍的FSB的一样,都是不能满足多核处理器的需求的。

  新的Blackford平台开始支持FB-DIMM,内存模组的工作频率可达533MHz,最高可配置为4通道模式,因此总共可以提供将近17GB/s的内存带宽,明显的缓解了Dempsey系统的内存瓶颈。

  FB-DIMM模组采用的依然是DDR2 DRAM芯片,因此这种内存模组的推广并不需要内存芯片厂商提供特殊的支持。FB-DIMM模组的明显优点是窄接口,每个模组仅需要69pin即可完成24条单向差分信号的传输,这将大大的简化主板layout的难度。

  FB-DIMM同普通的DDR2内存模组最大的区别增加了AMB芯片(Advanced Memory Buffer),MCH将仅仅同每个通道最近的AMB芯片进行通讯,也就是将会同每个通道内的所有内存模组进行串行式点对点连接(serial point-to-point connect)。由于AMB芯片需要承担繁重的数据交换,因为所有的AMB芯片都需要安装散热片,才能保证长时间稳定的工作。针对这种情况,英特尔方面也进一步表示他们正在需求更好的解决办法。

  VT:虚拟化技术

  除了在平台本身进行优化设计提高效率之外,英特尔通过积极倡导虚拟化技术来提高现有高性能硬件平台的利用率。

  简单的说,虚拟化就是在一个物理平台上运行多个独立的虚拟机,以同时运行多个操作系统。它主要应用于服务器整合、测试和开发、灾难恢复、动态负载平衡。VMM(Virtual Machine Manager,虚拟机管理器)是实现虚拟化的关键因素之一。

  Dempsey、Woodcrest和Clovertown处理器均会支持VMX(Virtual Machine eXtensions,虚拟机扩展),这些技术已经得到了VMware、Microsoft、Xen等VMM解决方案的支持。特别是Xen开源VMM解决方案,已经得到了主流Linux厂商的支持,这些厂商已经计划在2006年的产品中整合Xen。

  I/O加速技术

  英特尔Bensley平台中包括新的I/O控制器芯片ESB-2,它对于上一代的ESB芯片的功能进行了全面的扩展,提供了对于Dual GbE MAC、IOA/T、SERDES、PCI-X和PCIe等功能的支持。

  其中的Intel I/O Acceleration Technology(I/OAT)是需要我们重点关注的,这项技术主要用于优化数据传输,提升平台的吞吐量。虽然表面上看,I/OAT主要是应用于网络数据传输的技术,但是从英特尔提供的资料来看,它是通过整个系统的优化来实现的,因此同目前已经被广泛应用的TOE(TCP offload engine,TCP卸载引擎)还是有很大不同的:

  • CPU方面:转为Intel架构优化网络堆栈

  • MCH方面:整合了数据移动引擎(Data movement engine)

  • LAN方面:在MAC层实现硬件加速

  • OS方面:Microsoft Windows 2003 Server已经提供支持,Liunx将会提供支持

I/O AT技术的效能优势

  新纪“率”始于下半年

  今年上半年,英特尔已经向着更高的每瓦效能迈出了坚实的一步,代号为Sossaman的处理器已经搭配Lindenhurst平台应用于超密集部署的服务器中。采用Dempsey处理器的Bensley平台很明显是一个过渡产品,下半年推出的Woodcrest处理器才能让Bensley平台彻底的贯彻新纪“率”。

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