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独家对话:英特尔资深技术专家畅谈至强5500

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  【IT168专稿】英特尔推出基于Nehalem架构的至强5500系列处理器后,掀起了又一场处理器的革命,至强5500处理器不仅在性能、功耗方面表现优秀,而且在智能化、软件工具方面同样突出,从而获得了业界众多服务器厂商的青睐。IT168邀请英特尔资深技术专家、服务器技术市场经理高丰先生、IT168资深评测工程师盘骏一起进行对话,畅谈英特尔至强5500系列处理器在性能、功耗、智能化方面的优势,下面列出对话的精彩部分,以饕餮各位读者:

英特尔至强5500服务器评测工程师在线访谈

  问题一:英特尔认为至强5500是十几年来发布的最重要产品,二位在产品评测领域都有着丰富的经验,相比于上一代至强5400,至强5500在性能上有多大的提升?

  英特尔高丰:从我们内部的测试来看,跟5400比起来,5500的性能提升都在两到三倍之间,针对不同的应用,不同的测试标准来讲可能是有出入,但是总的来说都是在两倍以上的性能提升,印象特别深刻的就是像一些WEB的应用,数据库的应用,还有虚拟化的测试,甚至一些科学计算的应用,性能提升都非常的好,都在两倍以上性能测试的提升上,它之所以能够得到这么好的一个性能提升,从它的结构上分析来看,它是一个全新的架构,QPI点对点的连接等等,从这些架构上的调整,使它的带宽、延迟都有良好的改善,帮助整体系统提升。

  问题二:服务器应用的种类比较多,比如说计算密集型、文件服务器、WEB服务器、数据库服务器等,基于至强5500的这些服务器在性能提升上又有什么不同呢?

  英特尔高丰:可以简单的看一下,比如说像一些JAVA的应用,在JAVA上应用来讲我们内部有一个Java方面的测试,它的性能提升只有60%、70%的提升,没有达到一倍以上的提升,像WEB应用大概是在一倍,提升了1.4倍左右,数据库也差不多这样的水平,高性能计算针对不同的应用看到了是从两倍提升多一点到接近三倍的提升,现在我们看到内存带宽提高到3.5倍这样的数据,这个是因为应用了计算密集型,有IO密集型,还有针对内存,针对这方面的密集型,还有针对纯粹IO设备的密集型,这个平台除了它的处理器本身的微架构的提升,性能的提升以外,新的指令集提升之外,它实际上是因为QPI,还有点对点的直接连接,使在IO方面的提升大于前几代的提升,需要对IO大量压力的应用,比如说WEB的服务器等等,这方面的应用性能评测上就会看到性能提升是非常明显,非常有突破性的。

  问题三:英特尔至强5500性能提升的幅度是不是在英特尔历史上最突出的一次?

  英特尔高丰:从我差不多89年前做服务器的角度来看,一直我都很关注性能这一块,近几年主要是从事性能评测和性能技术分析的工作来看的话,确实这次突破性,或者说革命性的一次进步,而且基于这种两路、四路的服务器来讲,代与代之间的性能提升如此之大,还是非常少见的,这是我的职业生涯里面唯一的一次看到的这种情况。

  问题四:盘骏已经做过很多英特尔至强5500方面的评测工作,在评测这些基于至强5500的服务器时,感受最深的是什么?

  IT168盘骏:评测主要包括两种,一种就是PC高性能计算,还有WEB计算,英特尔至强5500在高性能计算当中性能提升非常大,幅度在两到三倍之间,这些在CPU的测试中很好的体现出来了。

  问题五:至强5500不仅在处理器架构上具有革命性,还有很多新特性,比如说QPI点对点,集成控制器,大容量三级缓存,SSE4.2指令集,HT超线程技术,增强的VT虚拟化技术等,二位从自身多年的评测角度来看,感受最深的是哪些技术?

  英特尔高丰:从我的认识和评测过程中,我认为QPI点对点的传输,还有集成内存控制器,还有Node Manager跟功耗节能相关的,这三个技术我认为是最重要的,也是体会最深的三个技术,为什么是这样的呢?就是说QPI和集成内存控制器它是服务器多处理服务器体系架构的一大革新,大家都知道前一代的服务器主要是共享前端主线的方式来结合在一起的,而这代服务器通过QPI的技术点对点,就是说我们有更好的CPU与CPU之间的连接,有一个时代背景在这儿,我们可以看到由于摩尔定律在过去几十年之内CPU的提升是非常明显的,它们之间的联系是不够的,有带宽的问题,有延迟的问题,通过新的QPI和集成内存控制器,把CPU跟外围组件设备的沟通带宽提高了,延迟减小了,使整个平台整体的性能得到提高,这是我感觉最深刻的前两项,后面就是Node Manager,我们提到双路服务器,我们英特尔认为双路服务器不但要给企业用户,行业用户提供更高的性能,也要针对不同的应用要提供减少它的功耗,这是整个业界的要求,不只是针对个别的用户,所以我们要提供功耗减少的话,除了处理器方面有一些智能的特征,另外从平台角度来讲,我们要做到节能,首先我们需要知道地点,这个系统耗了多少电,第二点,我们有没有策略来对它进行控制,Nod Manage就是解决这个问题,而且我们可以预想Node Manage和虚拟化技术,为云计算这种平台提供底层的支撑有非常好的帮助,这是我为什么选择前面三项作为我的想法。

  IT168盘骏:QPI点对点传输总线、集成内存控制器、超线程技术给我感受最深,特别是在数据库方面提升非常大,因为数据库主要是吞吐量计算,更多用处理器,虚拟处理器它都可以很大的提升这个性能,提升的性能大概是一倍左右。

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  问题六:除了上面这些新技术、新特性外,英特尔至强5500发布时,还特意提到了至强5500的节能技术,那么你们在评测过程中对这些技术有何感受?

  英特尔高丰:在双路服务器上,英特尔一直致力于提高性能的同时不断降低它的功耗,我们从5500的评测过程当中确实看到了这一点,功耗方面,简单来讲我们可以看两点的功耗,一个就是说在运行工作负载的时候,它的峰值功耗,另外就是闲置时候的闲置功耗,从峰值功耗来讲下降了12%,而空闲功耗下降了50%左右,这是非常大的一个进步,如果更进一步来看,通过SPEC组织提供的功耗评测工具来讲,它实际上从闲置到满负载,中间还有不同的负载情况下的功耗,我们都可以看到,针对不同的负载下它的功耗确实是呈现不同降低的过程,这也说明了针对不同的应用,不同的负载5500系列的处理器和它的平台能够相应的调整它的策略来奖励功耗,满足这些需求,同时我也想补充一点,我们谈到了一个节能,一定不要单纯的来说,就是刚才提到的功耗问题,还要想到节能实际上是跟性能相关的,为什么呢?就是说同样一件任务,我们比如说我们设想它的功耗实际上是两个机器的功耗是一样的,如果是性能很好的机器只需要一半的时间完成,有一半的时间空闲,一样为企业用户真实的用户环境来讲是节能的,所以说我们可以从以上我谈的这几点来看从单纯节能的角度,纯粹功耗的角度来讲它有非常大的提升,另外一方面考虑到它性能增加的情况下,考虑这两个因素的影响,实际上在真实的用户环境里面是更能够帮助用户达到节能、减排这样的一个目的。

  问题七:英特尔在宣传至强5500的时候,一直强调节能技术能够让用户在短短8个月时间内就收回成本,那么能够在此给广大用户仔细分析一下?

  英特尔高丰:对,说到8个月回收成本的问题,实际上是基于这样一个实际的环境来预算的,一般来讲一个企业用户他的CPU服务器,双路服务器的生命周期大概是三到五年,我们可以设想一下,在四年以前,市场上主流的服务器,当时是英特尔至强的单核处理器,我们比较一下当时单核的处理器到现在的处理器,就是5500系列针对的平台,它们的性能的差异我们可以看得出来,从单核服务器到现在5500服务器,基本上相当于9台当年的单核,相当于现在的一台,所以我们现在一台就能抵当年9台的机器下,从这个角度来看就节约了功耗,更加的节能,另外5500服务器,它无论是峰值,还是闲置的功耗都降低了,我们以这样一个场景,就是说一个服务器半个小时是峰值运算,16小时下班以后是空闲状态,我们就能够计算出来大概一年能积累多少钱,9台服务器变成1台服务器我们少了8台服务器,大家都知道企业用软件我们需要用相应的操作系统,有相应的应用软件,这一块需要有软件授权,加上授权的软件费用,我们可以看到,这两块的支出一年大概是多少,而一个服务器的购买成本是多少,我们通过折算以后发现大概是在8个月左右的时间就能够给一个5500的服务器完全收回它的购买成本,这就是它背后的故事。

  问题八:英特尔也特别强调了一些智能的性能、智能的节能等技术,今天英特尔平台上很多东西都可以达到智能调控的效果,为什么英特尔会如此重视产品的智能化呢?

  英特尔高丰:我们首先要看一下为什么我们要谈服务器,需要是智能的,或者说我们英特尔为什么要定位双路的服务器一定要有智能的一些特性,我们看一下整个行业,整个企业应用的实际情况是什么样的,大家都知道现在服务器的应用是越来越广,更多的行业越来越多的采用了服务器,但是同时带来一个问题,就是说它们的应用类型,应用的场景是不一样的,我们可以设想,在有些环境的情况下它需要越来越多的线程,对一个充分优化来讲,对高性能计算来讲它肯定是多线程的,但是还存在这样的应用,在工作站上的有些应用,工作站上的软件可能不会用到太多的线程,可能就是两到三个,但是它也需要高性能,针对不同的应用的类型,我们可能会需要一些解决方案,只有一种设定的特征没办法满足不同的需要,这是一种情况,另外即使是同样的用户他也在他的生命周期,服务器的生命周期里面呈现出不同的状况,甚至在每天里面都会呈现出不同的使用状态,我们设想一个互联网的公司,它是在白天的时候接收大量的用户请求,这时候我们会看到它的访问请求在白天的时候,八九点钟上班的时候他的需求是增加的,到了中午的时候可能处于一个比较高的状态,到了午饭的时间略微降低,到了上班以后又上升,到了下班的时候又下降,以这样的一个模型来讲的话,我们会看到在峰值的时候,在中午的前后它总是需要很强的性能需求,需要很快的响应尽量少的延迟,尽量快的处理用户的请求,但是到了晚上的时候,实际上服务器它不需要那么高的响应速度了,它的利用率已经很低了,这时候是不是有办法让服务器工作到比较低的性能情况下,满足比较低的用户请求,但是又能让服务器能够尽量的少用电,毕竟现在电费在增加,另外从环保角度讲也要求节能减排,无论是针对不同的应用的情况,还是针对在用户使用的具体的应用模式和应用场景的需求来讲都要求双路的服务器是一个多面手,要达到多面手的特征,我们当然不希望每次都是手动的,人工的去改变,所以就要求智能,智能要求两点,一个是基于策略的,还有一个是自动根据负载的情况来改变,所以英特尔就提供了主频、功耗、线程多方面自动化的一些特性。

  问题九:用户应用未来变化的多样化趋势,所以一定要做扩展性?

  英特尔高丰:我相信是这样的,因为随着IT越来越多的被各个行业的用户接受以后,IT给这些行业用户带来实实在在的商业利益以后,他们会更大采用IT的设备,但是他们对IT设备和以IT服务器为主的要求会越来越高,各方面都会贴近行业的应用,但是每个行业毕竟是不一样的,这样的情况下我相信业界的发展应用是越来越细分,服务器走两条路线,一条可能是一个大众化的服务器,就像多提供一些智能化的特征满足这个需求,另外出现一些可能针对很特征行业的特征的一些服务器,它就是针对高性能运算用的,我就为了搭建很庞大的高运算量的操作计算机,这种东西也许放在其他的用户角度来讲是太昂贵的东西,我相信这个趋势一定是这样的,就是说会越来越细化,然后有很多种选择。

  问题十:从整个系统的角度来看,以往的架构来比,至强5500对服务器系统的设计它带来了哪些影响和变化的地方?

  英特尔高丰:谈到这一点我们要看一下过去几年,其实整体上来讲,就是说处理器的发展总是在一到两年翻番的提升,甚至这一代比翻番还大,但是我们看一下外围设备,无论从内存,还是存储等等这些板卡这方面,实际上它的性能提升是没有那么明显的,或者说没有CPU那么快,这就变成了一个从平台角度来讲,总是存在短板,而我们5500系列的产品,刚才我们讲了很多5500CPU的一些特性,但是实际上个平台的特性不仅仅是在处理器上,它选择了或者采用了一些最好的,或者说更新一代的外围设备,比如说我们在这代平台上,我们配合5500使用了DDR 3内存,这个内存能够提供更高的带宽,帮助CPU发挥它的效能,另外一个我们还采用了一些希望的IO的技术,比如说我们支持P3E20的标准,我们可以支持万兆的以太网,我们还可以支持SST这种新的硬盘,存储技术,等等这些外围好的设备选择能够帮助整个平台整体的性能上一个台阶,而不只是CPU的性能提升了,这是我重要的体会。

  IT168盘骏:我感觉在散热、可管理性方面都有了进步,功耗降低的比较明显,还有处理器本身的性能,功耗也略微降低了,这样散热比以前更好一些,还有可管理性方面。至强5500服务器都配备了远程管理功能,这个也比以前更加完善了,这以前都是有一些服务器都是没有的现在都有了。特别这次对7、8家服务器厂商产品的评测表明,他们在远程管理这方面都很完善了。

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  问题十一: 至强5500服务器带来了一些和以往完全不一样的地方,特别是在这一代平台上内存设计上来说,很多厂商有一些不同的地方,这个平台内存的一些选择跟以往还是不太一样,能否介绍一下这种情况?

  英特尔高丰:就是说在这一代平台上,5500内存的选择跟前几代是不一样的,从根本上原因以前的双路的平台支持四个通道,一般来讲是四个倍数这样通道的内存子系统,而现在这一代的平台我们是一个处理器对应三个通道,两个处理器对应六个通道,一般来讲我们选择尽量多的利用平均的使用通道能够保证更多的带宽,所以说在这一代的5500这一代的双路服务器上,我们建议使用6的倍数来选择内存条,这是一个,为什么要这样做呢?其实从内存带宽的使用角度上可以再补充一下,因为只有使用3个内存通道,而且我们配置完全一样内存的情况下,我们才能保证这三个通道之间能够同时的应用里面叫做交错的访问,类似于像硬盘RAID 0的访问,不然你的数据模块只能在一个通道的话,他就只能访问这一块,它利用不到另外一个通道,这也是为什么说我们要用6的倍数,而且要选择完全一样的内存条,平衡的插在这六个通道上面的原因。另外一个在选择这一代的服务器上,我们支持内存,我们支持DDR 3的内存,大家知道DDR 3有1333Mhz,有1066Mhz,还有800Mhz三种,我们在平台上有这样一个设定,如果在一个通道里面我们插了一个内存条,我们可以选用1333Mhz的内存条,如果说我们想把一个通道里面所有的内存条都插满,比如说插三条,我们可能只能支持到800Mhz,中间的情况,比如说一个通道插两条的内存条的话,我们就可以使用1066Mhz的内存条,另外一个角度需要看你匹配的处理器,5500系列不只是一款处理器,它有好几款处理器,从稍微低端的到最高端的处理器,不同处理器之间的性能是不一样的,它设定内存控制器的运行工作状态也不一样,比如说它最低端的两款只能支持到800Mhz的内存条,如果你使用了这两款的处理器就插800Mhz的内存条,如果你用最高端的5500处理器,你又想得到更好性能的,你就会考虑插1333Mhz的内存条,所以在内存的选择上跟前几代是不一样的。

  问题十二:用户在选购至强5500服务器的时候是否也要注意一下内存的因素?

  英特尔高丰:对,可以多考虑一下,也可以通过跟那些服务器提供商他们的工程师多沟通,选择什么样的内存配置是最优的,因为除了刚才我提到的条数和选择它的兆赫兹这个角度以外,其实还要考虑一个问题,就是说根据你的应用需要选择多大的内存,这是容量的问题,所以这几方面都要考虑,根据应用合理的选择。

  问题十三:除了一般企业通用的服务器之外,至强5500在工作站和HPC方面也获得了厂商的青睐,包括惠普、戴尔都推了这样的工作站产品,这个产品对于工作站也带来一些革命性的变化,二位能不能谈一谈这方面的体会?

  英特尔高丰:实际上5500的处理器它匹配的平台,针对不同的应用是非常多的,而且刚才也提到它在科学计算领域的性能提升是两到三倍,接近三倍,所以说这一款处理器,或者说它对应的平台是非常适合用来做工作站,或者是高性能计算的产品,密集型的附点运算它对什么样的外围设备有比较大的需求呢?可以想到,一个是内存的带宽,另外一个是内存的延迟,内存的带宽越大越好,内存的延迟越小越好,如果是多G的系统,比如说组成一个集群,组成一个其他分布式的应用来讲,它需要IO之间的通讯比较好,从这个角度来讲,我们这个平台有QPI点对点的传输,还有集成内存控制器等等,还很好的支持DDR 3,这样保证有很好的内存带宽,同时让它的内存延迟降低到最低的状态,这就保证了针对以浮点运算为主的科学计算的应用能够充分发挥它的性能,这也是为什么我们可以看到基于5500的一些工作站或者是高性能计算的产品它的性能提升比我们以前看到的真的是耳目一新,完全是全新的一种体验。

  IT168盘骏:我们惠普、戴尔的工作站都评测过,这种图形工作站都是依赖于浮点性的,还有至强5500浮点性能的提升就是两到三倍,进行相关工作的时候会非常明显。我们在测试的时候发现超线程对这个影响不是太大。

  英特尔高丰:超线程对这一块,就是说非常密集的科学计算来讲,帮助不大的主要原因就是说超线程技术,实际上在一个物理的核里面模拟出两个逻辑的核,它实际上有两个进程,通过高速的调动机制能够充分利用核的计算设备,它的计算单元,但是一般来讲在科学计算领域,科学计算这种应用经过充分的优化,它每一个进程都能充分利用计算资源,这时候如果在进行两个进程之间或者线程之间进行切换的时候它的效率是得不到提升的,我们常常看到在这样的应用中我们一般来讲不需要把超线程技术打开,当然打开影响也不一定很大,这个还是要看你具体的科学计算的应用,具体优化到什么样的一个地步,可以在BIOS里面设定打开或者关闭这个选项来验证一下,但是总的来说超线程技术对这样的应用帮助是不会太大的。

  IT168盘骏:还是有大概是在10%左右。

  英特尔高丰:对,比较少。

  问题十四:刚才谈了很多硬件方面的话题,英特尔在软件方面也做了很多工作,那么针对至强5500,英特尔是否会有一些性能方面的软件提供给OEM厂商呢?

  英特尔高丰:实际英特尔除了提供硬件产品以外,它有很强大的软件部门,提供相应的开发工具,这里面有耳熟能详的一些东西,比如说有一些编译器,英特尔的compiler,还有一些数据库,还有针对高性能计算Cluster的一些工具,还有一些诊断工具,VTune工具等,这些工具是不同代英特尔的处理器上都是可以使用的,但是针对5500这款产品做了相应的升级,更好为5500这样的处理器,这样的平台架构做更好的优化,你可以在相应的技术文档里面可以看到有哪些选择来帮助它优化,另外像刚才提到的我们传统的那些VTune工具,在升级以后我们可以在不同的操作系统上可以帮助你去优化你的应用,实现你的应用,这些工具我相信大家可以从网上能够得到相应的用法和相应的文档。使用这些工具能够帮助你在英特尔的平台上,包括5500,还有其他的平台上更好的使用英特尔的服务器带来的超强性能。

  问题十五:这些工具对那些自己编程的用户来说是不是用处很大?

  英特尔高丰:实际上这种工具就是为ISV,和比如说科学,研究院,大学,对开发性质的人是非常有帮助的,而且我相信在国内国外,纯科学计算的领域来讲,这样工具都是非常有名的,只是可能在最终用户那儿,他只是买的半成品的软件产品,他不需要用到这些比较好的开发工具。

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  问题十六:最后,二位谈谈在对至强5500评测过程中最让你们感到惊讶的地方是什么?

  英特尔高丰:从我们团队的评测角度来讲,这款服务器的性能非常的优异,我们在评测初期都已经出乎我们的想象,我简单举一个例子来讲,我们在做虚拟化方面的测试,这里面我们内部是做vConsolidate,我们内部的一个工具,还有做VMware提供的VMark工具中,我们都发现有一个很惊讶的地方,就是说我们在上一代5400的时候,我们跑这样的应用的时候,我们都是用了六到七台的客户端来访问的,这六到七台的客户端实际上都是双路的,旧的双路的服务器,我们原以为在5500上我们可能就加个三到四台客户端就能够把这台服务器的需求化的性能测算出来,后来我们加了三四个以后,发现还是达不到,压不到整个平台的峰值,我们又加了三四台,发现还是没有到,最后我们把Client这样双路的,旧双路的服务器的机器加到了17台的时候,我们才把它的需求化的性能压到了峰值,说明这台服务器的性能很好,同时让我们在测试的初期花的时间来测试和调试它,虽然说花了更多的时间,让测试周期变得更长,但是最后我们还是觉得非常的高兴,因为这个性能实在是太优秀了。

  IT168盘骏:最让我惊讶的就是性能太强了,印象深刻,这是我们测过CPU,就是用到英特尔刚才提供的编译器,最后性能提升到了两到三倍之间,还有数据库服务器性能提升也是非常明显的,打开超线程之后影响大概有一倍左右,再加上QPI的影响,对这种性能提升就是两到三倍。

  问题十七:英特尔方面预估今年8月份至强5500出货量就会占到双路平台的50%以上?

  英特尔高丰:从我们的应用角度来讲,5500在双路平台上已经逐渐的走向了主流,在3季度的时候它会成为绝对的主流产品,在双路平台上,我们也相信这样一款好产品,给中国的企业用户,行业用户带来更好的商业价值。

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