【IT168评测中心】相信很多人都知道，Core微架构是以移动处理器为目标而开发的，基础架构是双核，四核产品就是采用两颗双核“粘结”起来，可能很多人因此认为Dunnington这款六核心45nm Penryn Xeon也是一样，只不过是由三个双核“粘结”起来。
四核心45nm Penryn Harpertown——也就是Xeon 5400系列处理器的艺术照
四核心65nm Conroe Clowertown——也就是Xeon 5300系列处理器
笔者原先也以为Dunnington——六核心45nm Penryn至强和之前同属7000系列的7300处理器一样，也是“粘”起来的产品，结果资料到手一看，没这么简单：
六核心45nm Penryn Dunnington——Xeon 7400系列处理器
六核心45nm Penryn Dunnington——Xeon X7460的结构图，和其他Penryn不同，是一整块“原生”的核心
来源：ISSCC2009 Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon CPU
Dunnington的架构和普通45nm Penryn处理器大有不同。上图来自Intel在ISSCC 2009上一共发布的四篇论文的其中一篇。这四篇论文除了讲Nehalem-EX的《A 45nm 8-Core Enterprise Xeon® Processor》之外，还有一篇专门说Dunnington的《Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon® CPU》，这个结构图就来自这篇论文。在论文里面提到了很多Dunnington与普通45nm Penryn处理器很不相同的地方，实际上，它带有很多Nehalem处理器的特色，作为45nm Penryn架构Xeon的最后一款处理器，它就像是45nm Penryn与45nm Nehalem之间的杂合物，关于Nehalem架构，可以参阅笔者的《2008年度评测报告：深入Nehalem微架构》，下面我们来看看Dunnington是如何与众不同。
ISSCC上Intel发布的四篇论文，包括了Nehalem-EX(45nm Nehalem Xeon MP)、Tukwila(45nm Itanium 2)、Dunnington(45nm Penryn Xeon MP)三个大系列的处理器
为什么这篇论文要叫《Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon® CPU》呢？就是因为一台8路Dunnington服务器在测试当中获得了超过1 million（一百万）的破纪录（Xeon而言）TPC-C成绩，TPC-C是一种衡量数据库性能的标准的其中一个测试
可以说，Dunnington和Nehalem-EX是都属于同一产品线的产品，只不过一个基于45nm Penryn架构，另一个则属于下一代的45nm Nehalem架构。它们都处于4个或以上Socket的Xeon MP产品线。Dunnington已经在2008年9月发布，按照Tick-Tock战略，Nehalem-EX则要等到2009年下半年。
Intel至强处理器路线图
Xeon DP、Xeon MP处理器对比，左上是双路四核Xeon DP，右上是四路四核Xeon MP，最下方则是四路六核Dunnington，和Nehalem-EX一起，都属于Xeon MP产品线
《Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon® CPU》由Intel的数位来自India印度Bangalore班加罗尔的工程师主讲，这里又有一个故事……和Nehalem-EX、Tukwila以及QPI相关——话说，按照Intel的计划，首款被称为Whitefield的Xeon MP四核心至强应该是配合Itanium 2（四核心Tanglewood，也就是后来的Tukwila）一起引入CSI总线（Common System Interconnect，通用系统互联）实现“通用”的“处理器系统”的“互相连接”的，但是，Tanglewood因重新设计，被推迟到2007年，还因为商标纠纷被迫改名为Tukwila，并之后继续推迟到2008年。而Intel在印度开发的Whitefield则由于各式各样的问题被取消了，随后位置被Tigerton代替——Tigerton仍然使用了FSB总线，并且是两个Cornoe内核“粘”在一起，作为Tigerton的后继，Dunnington的任务就是将Tigerton的“粘结”架构改进为现在的类似Nehalem的架构，你看，这个工作就是Whitefield的原班人马做的——就是位于India印度Bangalore班加罗尔的设计团队。
从下图（及上图），我们可以很容易地看出，Dunnington和其他的四核Penryn Xeon处理器是完全不同的，从结构来看，Dunnington从Nehalem里面借鉴了"Uncore"这个结构，从而增添了新的一层L3缓存，以及互相联结所有部件的中央系统逻辑——就是Nehalem里面的Router和Hub类似的东西：
来源：ISSCC2009 Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon CPU
Dunnington采用与Nehalem一样的45nm CMOS工艺，采用了金属栅极High-K电介质晶体管以及9层铜互联技术，总晶体管数量则为1.9 Billion——19亿，已经和Nehalem-EX的23亿很接近了，新增加的核心和大容量的L3都需要占据很多的晶体管。Dunnington的核心面积为503.2mm2。
来源：ISSCC2009 Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon CPU
LLC是Last Level Cache的意思，在这里就是L3缓存
如图所示的Dunnington属于规格不凡的一款，型号是X7460，具有6个Penry核心，每个核心带有64KB L1缓存（32KB L1-I，2KB L1-D），每两个处理核心共享3MB的L2缓存（果然还是带有“粘”的性质），三对处理器内核就总共带了9MB容量的L2，每个核心通过一条128Bytes的缓存线联结L2。Intel宣称不同的一对核心之间的L2是具有其他互通界面的（被命名为Advanced Transfer Cache Architecture），不过语焉不详。其他的四核45nm Penryn也具有这个高级缓存传输架构。X7460的核心频率为2.66GHz。
7400系列处理器的规格，注意7400系列处理器里面也有4核心的型号
7400系列处理器的缓存架构细节
重点来了，除了上面这些传统的架构之外，Dunnington特别的地方是多了一个Uncore结构，这个结构包括了容量达到了16MB的L3缓存，所有的处理核心经过L2联结到中央系统逻辑，如下图所示，标明为Uncore的中央电路联结着所有的核心以及16MB L3缓存，并通过一个传统的FSB总线与处理器外部通信，由于所有处理内核是通过新的总线与Uncore联结，而与以往的“粘结产品”使用FSB互联不同，大部分的交通都发生在内部，从而可以大为节约处理器的FSB带宽。Xeon X7460的FSB频率为1066MHz，提供8.5GB/s的带宽，现在的Xeon MP都支持MIB（Multiple Independent Bus，多重独立总线，Xeon DP的DIB的进阶版本），每一个处理器都通过独立的FSB与MCH联结，因此效率上还可以。
"Uncore"是六核心45nm Penryn至强Dunnington的重要部分
来源：ISSCC2009 Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon CPU
Dunnington所有核心共享的16MB L3缓存分成了4块，每块4MB，7400系列处理器当中也有12MB的型号，这样就是3个L3缓存块。和Nehalem一样，这些缓存块都可以设置为关闭模式以节约能耗。Dunnington的每个4MB缓存块有4096组缓存线，16路组关联（或，集合关联），缓存线为64字节——Dunnington最多允许所有内核进行32个缓存线存取。Dunnington具有两个TAG缓存，每个容量为1.5MB——总共就是3MB。
L3缓存被划分成多个子阵列：1MB每个，总共就是16个子阵列，子阵列架构和Nehalem-EX一样，如下图：每一个访问只有整体阵列的3.125%加电，从而降低了耗电量。数据阵列使用0.3816um2的单元并使用DECTED（Inline double-error correction and triple-error-detection，双位纠错三位检测）ECC进行保护，具有可变的访问延迟；Tag索引阵列则使用了0.54um2的单元并使用SECDED（Inline single-error-correction and double-error detection，单位纠错双位检测）ECC进行保护，并具有固定的访问延迟。数据阵列具有行冗余和列冗余，Tag阵列则只有列冗余，这些特征都和Nehalem-EX完全一样。
Nehalem-EX的L3缓存Slice结构
仍然和Nehalem-EX类似，Dunnington按时钟分为三个部分：核心、核外（L3和系统逻辑）和IO部分（就是FSB），这三个部分的频率关系没有Nehalem-EX那么复杂，对于Xeon X7460而言，核心频率GCLK就是2.66GHz，核外（Uncore）的SCLK则是GCLK的一半（不过，貌似L3仍然是全速的），IO的ZCLK则是1066MHz。
来源：ISSCC2009 Over 1 Million TPC-C with a 45nm 6-Core Xeon CPU
在电压上，Dunnington也没有Nehalem-EX处理器这么复杂，它的核心、Uncore核外（L3和系统逻辑）共用一组输入，I/O部分和模拟电路（热感应器）部分则共用另外一组输入。
热感应器上Dunnington也比Nehalem-EX少一些，Nehalem-EX是每个核心一个热感应器，而Dunnington所有核心共用一个叫做Proc-hot Sensor的过程热感应器来监控温度，并通过Thermal Management Protocol来执行如C1E、EIST以及风扇控制（不过，机架式服务器通常没有独立的CPU风扇）这样的工作。除了测温感应器之外，Dunnington每两个处理核心还共用一个称为Catastrophic Trip Sensor的应急保护感应器用于在对应处理核心对过热的时候切断供电，总共就是三个这样的热感应器。
可以说，晶体管方面，Dunnington完全使用了和Nehalem-EX一样的工艺。Dunnington也使用了Static CMOS线路：
为了降低能耗，Nehalem架构将以往应用的Domino线路更换为Static CMOS线路，速度有所降低，但是能源效率提升了。Dunnington也采用了这样的做法
在《透视八核心至强 Nehalem-EX处理器解析》提到Nehalem-EX使用了Long Channel长沟道晶体管元件，Dunnington上也有使用，只不过“分量”有些不同。Nehalem-EX核心部分的58%和核外部分（不包括缓存阵列）的85%都使用了更长沟道晶体管，最后其漏电功率被控制到总功耗的16%，付出的代价是Nehalem的L1-D延迟由上一代的3时钟周期上升到4时钟周期。Dunnington则是核心部分的65%和核外部分（不包括缓存阵列）的90%都使用了省电的长沟道晶体管，可见同样的45nm工艺，Dunnington做得比Nehalem-EX好一些，因为Nehalem-EX的运行速度更高，Uncore、QPI等的频率都要求用较多的高性能高漏电的短沟道晶体管。
不过，Nehalem架构设计上就具有PCU（Power Control Unit，电源控制单元）可以彻底关闭不需要用到的核心、缓存，因此其闲置功耗表现将会好一些。可以做一个直观的比较，6核心、2.66GHz的Xeon X7460和8核心、约更高频率的Nehalem-EX的TDP都同样为130W。
左：一般工艺，右：Dunnington的低漏电工艺
在使用Long Le（长沟道晶体管）技术之后，和同样45nm的其他Penryn架构处理器（如Harpertown等）相比，漏电降低了约1/3（一般45nm处理器漏电占总功耗的46%），降低到22%。如此这般，在增加了内核数量的情况下，Dunnington的功耗并没有上升，在使用较低的供电电压情况下，6核心的Dunnington甚至可以做到65W的TDP。
L7455——低电压版本的6核Dunnington Xeon的TDP只有65W
和通常的Xeon DP不同，Xeon MP不采用LGA 771封装。Dunnington采用的是Flip Chip Micro Pin Grid Array（FC-mPGA8）封装，使用的接口叫做Socket mPGA604，PGA和LGA具有明显的区别，一个是针脚，一个是圆接触点。
六核心45nm Penryn至强Dunnington使用的是Socket mPGA604接口
Xeon X7460的背面：FC-mPGA8封装，对应Socket mPGA604插槽
本来按照原计划，Dunnington的前辈（Tigerton）的前身Whitefield应该会实现与Tukwila Itanium的插槽共享的，不过由于前面说过的种种原因，计划搁浅，最后Dunnington仍采用了mPGA604插槽和FSB总线……Nehalem-EP/EX的LGA1567会不会成为未来IA架构的服务器处理器的通用插槽？尚未可知。
你们有福了，和Nehalem-EX不同，这次的Dunnington我们IT168评测中心获得了实物——处理器来自一台由曙光Dawning送来的I840四路六核Dunnington服务器。搭载了四个六核心的Dunnington Xeon X7460，总共就具有24个处理核心！
曙光Dawning I840四路Dunington服务器内部：左侧就是4个六核心Dunington处理器
六核心45nm Penryn至强Dunnington Xeon X7460，顺手放上一个AMD Barcelona Operton 2350
Xeon X7460的背面：FC-mPGA8封装，对应Socket mPGA604插槽
要克制：更多的图片，请等待我们曙光I840的测试报告！。
CPU-Z 1.49认不出Dunington Xeon X7460的准确型号，而显示为Xeon EX
CPU-Z 1.50也认不出，我们顺便来看看缓存架构和主板……
24个CPU核心，64GB内存，面对这样任务管理器面板你会有什么感觉？
64GB：32条2GB FBD DDR2-667内存条，光是系统内存就显示了好长一列，不过Everest可以正确地认出Dunnington的型号规格：Xeon X7460
处理器温度和内存条温度
处理器温度和内存条温度
【IT168评测中心】从前面我们可以看到，虽然六核心至强Dunnington内部仍然是基于Penryn架构，然而，在更高的架构层次上Dunnington借鉴了Nehalem-EX非常多的内容，如Uncore结构，L3 Cache的引入，Long-Le晶体管技术等，让Dunnington具有更多的处理核心、更高性能的同时功耗并没有升高，从而确实提升了能效比。Dunnington看起来像是Penryn和Nehalem之间的半代处理器产品。
Intel Xeon 7400——Dunnington处理器
我们IT168评测中心手上的6核心Dunnington来自一台曙光的I840服务器，型号为Xeon X7460，频率为2.66GHz，集成9MB L2和16MB共享L3，采用了和Penryn、Nehalem一样的45nm CMOS工艺，采用了金属栅极High-K电介质晶体管以及9层铜互联技术，总晶体管数量达到了19亿，使用了Nehalem中才开始使用了的Static CMOS线路和长沟道晶体管元件，设计功耗仍然维持在4核心的130W的水平。很多人感兴趣的是，Nehalem-EP就要出现的现在，Dunnington是否还有存在意义，Xeon X7460的性能比之如何呢？敬请继续期待我们IT168评测中心的报告。
Intel Xeon与AMD Operton——硝烟弥漫
Intel Dunnington Xeon
