【IT168 技术】三年过去了，英特尔在2011年4月发布的新品终于有了改进。这款命名为 E7 v2的产品是至强E7的升级版本，而后者则是英特尔对至强系列处理器取消数字命名改为E系列的第一代产品。换句话说，从Westmere-EX到现在的IvyBridge-EX，英特尔用了3个春秋，跨越了整整SandyBridge一代。如今，这款全新的至强E7 v2终于和我们见面了。
▲至强E7 v2处理器晶圆图
这款全新的产品核心代号为IvyTown，架构代号为IvyBridge-EX，在本文中为了延续我们的叙述习惯，我们依然称它为IvyBridge-EX。不过在介绍之前，我们先来回顾一下至强E7的发展历史。
2011年4月，英特尔发布了至强E7系列处理器，这款处理器面向的是关键业务应用领域，在此之前它的前辈均以至强7X00的数字方式命名，距离E7最新一代的产品是至强7500。而在英特尔更改了全新的命名方式之后，这款Westmere-EX架构的产品被正式命名为至强E7，也是E7系列的第一代产品。不过相比SandyBridge-EN架构的至强E3和SandyBridge-EP架构的至强E5来说，至强E7的确落后了一个时代。
▲至强E7系统架构图
高端的X86市场一直是英特尔进军的方向，这些涉及到关键业务应用的市场曾经是RISC系统的阵地，但多年来X86的不断蚕食使得格局的天枰慢慢倾斜，原本使用小型机的客户也开始向X86迁移，其中不乏关键的电信、金融客户以及核心应用。
从技术来说，英特尔至强E7具有移植自安腾的RAS特性，特别是新一代的E7 v2更是强调了内存应用和吞吐量的优势，这些对于安腾的市场也会有明显的冲击。很显然，安腾和X86之间最大的差异性正在逐渐变小，但由于合同的原因安腾还会继续维持，但是改变不了走到尽头的命运。安腾尚且如此，IBM Power和Sun SPARC的日子更是可想而知。不久前，IBM将所有X86服务器业务出售给联想，也是准备重整旗鼓，专心致志的运营小型机和大型机市场。
如今，至强E7 v2来了，在经过了3年的蛰伏期之后，全新的IvyBridge-EX架构让它丝毫不逊于任何的至强处理器，而结合大数据的趋势而增加的内存计算和管理功能更让它不仅局限于传统意义上的RAS。究竟这款产品会带来哪些惊喜呢？我们下面就慢慢来分析一下。
IvyBridge是目前英特尔在至强处理器中的最新架构，前不久英特尔发布的至强E5 v2就采用了IvyBridge-EP架构，而IvyBridge-EX则是英特尔专门面向多路处理器的平台。相比IvyBridge-EP来说，IvyBridge-EX更强调了多路系统的协调工作，而特有的RAS属性也使得IvyBridge-EX具备了关键业务应用的特点。
▲至强E7-4890 v2-架构示意图
▲至强E5 v2三种核心模式示意图
环形总线是英特尔在至强SandyBridge时代推出的设计思路，并且这个思路一直延续至今。在之前我们介绍至强E5 v2的时候就谈到过，高端12核心E5 v2处理器就具备了3个环形总线，而对于至强E7 v2处理器最高15个物理核心来说，这样的设计思路也得到了继承。有关环形总线的运行原理与方式我们曾经在之前许多文章中详细介绍过，如果有兴趣的朋友可以自行点击下面的连接。
更多阅读请点击：英特尔至强E5 v2处理器解析与初步评测
和E5 v2类似，至强E7 v2也提供了多种版本供大家选择，依照处理器型号的不同其核心数量从6-15核心不等，这也是英特尔第一次采用单数核心（非技术原因）。核心数量的增加还带来了更多的L3缓存数量，双内存控制器和多达3条QPI通道。两代E7产品的差异如下图所示：
▲两代E7产品的差异图
通过参数对比我们可以看出以下更新：
1、制造工艺的改进，从原来Westmere-EX架构的32nm工艺升级到了22nm。
2、核心数量增加所带来的L3缓存容量提升，从30MB升级到了37.5MB。但需要说明的是E7处理器最大核心数量为10个，而E7 v2升级到了15个核心。
3、内存方面，由原来的16条内存插槽升级到了24条内存插槽，单插槽内存容量由32GB升级到了64GB。
4、内存频率方面，由原来的DDR3 1066升级到了DDR3-1600，而且还提供了两种内存运行模式，这一点我们会在后面详细说明。
5、由原来芯片组提供的72条PCIe 2.0通道升级到了每处理器插槽32条PCIe 3.0通道，因为从SandyBridge处理器开始英特尔在处理器内部整合了内存控制器，而以E7为代表的老一代产品还在使用处理器外的北桥内存控制器。
6、QPI总线由原来的每处理器4条6.4GT/s提升到了3条8GT/s。
7、其他RAS特性和软件应用程序上的更新。
应该说，正是由于核心架构和核心数量的增加，为至强E7 v2处理器带来了全新的变化，而3条环形总线的应用则保证了每个核心到缓存的时间一致性，可以有效的降低延迟。
刚刚我们看到的是处理器的核心架构，应该说除了相比上一代E7有了明显更新之外，基本上在特性方面沿袭了IvyBridge-EP的规格，变化不太大。其实，新一代至强E7 v2看到了当下大数据的火爆市场，也预测未来数据分析将会成为商业应用的重头。为此，英特尔特别在至强E7 v2中增加了对于内存计算和分析的支持，我们下面就一起来看看。
▲下一代可扩展内存互连通道
在全新的至强E7 v2中，增加了一个名为JordanCreek的内存缓冲扩展芯片。至强E7 v2的每个插槽可支持四组JordanCreek芯片，每个JordanCreek可以支持两个“下一代可扩展内存互连通道”(SMI Gen2)，每个SMI Gen2可处理3个DDR3 DIMM，以此计算，每个JordanCreek可支持6个DIMM，每个插槽总计24个DIMM。SMI Gen2的英文名称为Buffered memory protocol for Brickland platform，换句话说也就是提供了一种基于E7平台的内存运行的加速能力。
▲双重内存模式技术
基于这样的能力，E7 v2平台可以实现一种名为双重内存模式的技术，实现相对于DRAM时钟的1：1或2：1内存互连模式，前者称为“锁步模式（Lockstep Mode）”，后者为“性能模式（Performance Mode）”。锁步模式支持1600MHz的DIMM，而性能模式支持1333MHz的DIMM（但因为后者可以2:1传输数据，其有效的内存带宽为2667MHz）。
对于这两种模式的选择，锁步模式利用了镜像，更多地偏向于可靠性，因为锁步模式的存储系统有多个相关的镜像。所以得到的性能要打点折扣，但适用性更好。从应用方面来说，锁步模式是准确度要求高的工作负载，如高速交易和金融业务的首选。而在性能模式下，寻址能力更好些，在非锁步模式下可以访问更大的内存范围，吞吐量也更高，更适合高吞吐量工作负载，如流媒体应用。
要说至强E7 v2的一大革新就是内存计算的应用（In-Memory Computing）。相比于传统的存储介质来说，内存的速度比磁盘块很多，而且即便是相比固态硬盘（SSD）来说因为传输的优势也更快一些。如今在至强E7 v2处理器中，使用内存计算技术可以将更多的数据存储在内存中进行计算，处理更快速更复杂的计算需求。同时，它巨大的内存支持能力也为内存计算提供了基础，在八路系统下整个E7 v2平台的最大内存支持能力已经扩大到了12TB，是上一代产品的3倍。
对于多路系统来说，如何实现互联互通是至关重要的问题，这也是为什么许多服务器厂商难以在多路市场中有所作为的原因之一。对于这样的高端服务器来说，优秀的互联互通可以帮助服务器获得更高的运算能力。
▲至强E7的多路应用
▲至强E7 v2的多路应用
为了适应多路应用的需要，特别是迎合一些大内存用户的需求，至强E7在设计之初就提供了双路、四路和八路三种版本，而如果想实现更多处理器（比如32路）则要在八路的基础上进行扩展。相比上一代产品最大的不同就是，E7 v2在整合了内存控制器之后不需要借助额外的IOH芯片完成互联，而且对比一下八路系统我们就发现，这样所带来的是连接上的更为便捷，确保了每两颗处理器之间都可以以最短的方式进行连接。
▲QPI通道介绍
在之前的对比中我们发现，至强E7 v2所使用的IvyBridge-EX架构具备了3条QPI通道，图中显示的是3条通道中，有2个通道具备了双缓存连接，另外一个是单连接。相比上一代的产品来说，QPI通道的峰值速度获得了提升，从原来的6.4GT/s提升到了8GT/s，当然也向下兼容7.2GT/s和6.4GT/s。这样的好处是为处理器之间的互联提供了更大的带宽和更多的链接。
▲PCIe通道介绍
整合内存控制器之后，至强处理器的PCIe性能也在不断的提升，从SandyBridge开始已经支持PCIe 3.0通道。在这次的IvyBridge-EX架构中，每颗处理器可以支持32条PCIe 3.0通道，这些通道按照用户需求的不同可以划分为2x16、2x(8+8)、2x(8+4+4)等多种模式。除此之外，至强E7 v2处理器在I/O方面的增加主要是整合了Intel Integrated I/O、Intel Data Direct I/O（Intel DDIO），这都保证了更快的访问速度。
▲全新的RAS特性
除了刚刚我们介绍的内存计算技术之外，为了保障内存计算的准确性和可靠性，英特尔还在至强E7 v2处理器中增加了一款名为Run Sure的技术——英特尔确保运行技术(Intel Run Sure Technology)。这项技术针优化内存计算的弹性和稳定性，在提高系统速度的同时，降低系统故障频率，保护数据完整性，保证关键业务负载的连续性。通过一系列的优化，Run Sure技术确保数据能够在系统出现问题的时候保存。
介绍过了至强E7 v2处理器的诸多特性，我们有必要来看看这一代产品究竟有哪些型号和规格。
▲至强E7 v2处理器家族
按照至强E7的定位，最低端的产品是E7-2800 v2系列，但是我们发现唯一一款6核心的产品却是E7-4809 v2，这款只有6核心的产品主频1.9GHz，面向的是基础市场。略高一些的产品多数采用了12河西，而且分布在高中低三个型号当中，TDP均为105W。在高端领域，几乎所有处理器均为12核心，不过显然英特尔希望这样的高端产品以技术和功能取胜，并没有在主频上一味提升，我们看到最高的主频不过是2.8GHz。当然，以上都是英特尔面向零售市场发行的处理器版本，而对于当下流行的互联网应用定制来说，或许有更多奇葩的版本出现。
▲至强E7家族应用环境
传统意义上，我们认为至强E7系列的处理器针对关键业务，那么也就是说提供给金融、通信等领域使用。但从这一代的E7 v2上我们发现，英特尔似乎不仅仅满足于这些领域的应用，包括数据库和高性能计算应用也成为了新款E7 v2的主要方向。正如我们之前所介绍的，英特尔煞费苦心的提供了对于大容量内存的支持，其目的也是希望迎合当下对于大数据的狂热追求，希望能够将E7 v2卖向更广阔的市场。
英特尔甚至进行了关于高性能应用的实验来证明E7 v2的优势。从数据显示来看，相比传统的双路服务器来说，采用四路服务器就可以提升2.5倍的性能，而采用八路服务器的提升则更为明显。英特尔显然是看到了高性能计算对于性能的无限追求，而且它还表示在使用多路服务器之后，数据中心的周边设备（比如网络和存储）也可以得到最大化的节约。
后记：全新的至强E7 v2的确是让行业期待已久的产品，这款时隔3年才出世的处理器正好赶在了服务器新老交替、更新换代的时间段，而英特尔敏锐的把握了行业对于大数据应用的需求。全新的E7 v2已经不再刻意强调RAS性能，对于有需求有意愿的用户来说这部分能力已经为他们所信赖，所以英特尔更希望能够在蓬勃发展的大数据市场分一杯羹。
当然，面对自家销量出色的E5 v2市场来说，英特尔聪明的采用了价格杠杆的方式进行调控。即便是最低端的6核心E7-4809 v2也要卖到1223美元的售价，而优异的E7-8890 v2售价高达6841美金，显然这样的处理器就是为那些高大上的用户所准备的。
