x86服務器架構的最強音

袁怡男

3月31日，英特爾發布了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器平臺事業部產品經理賀曉東先生，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品，TDP功耗也是最高的，為130W，第一個字母為X的是高性能產品，TDP功耗通常為95w；第一個字母為E的是主流產品，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：新發布的NehalemEP微架構至強相對于上一代產品來說有哪些重要的變化?

賀先生：以本次新發布的英特爾至強5500系列處理器為例，它支持雙路服務器和工作站，在單顆處理器中設計了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，首次在服務器領域推出了6.4 GT／s的快速通道互聯總線技術(QPI總線)并集成內存控制器，最高支持3通道的DDR 1333內存，單核最高主頻可達到3.2GHz。

與前代5400相比，新架構的至強5500系列處理器在功耗幾乎不變(多數產品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級工作負載測試中，至強5500系列服務器平臺與前代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也更加先進，其效率可達上一代5400服務器平臺的2.1倍。

MC：大家都很關注，內置集成內存控制器(IMC)搭配QPI總線的設計會給服務器平臺帶來怎樣的影響？

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

MC：根據我們的了解，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，其最大的優勢在于可以減少處理器內核之間的數據流量，并同時顯著提升性能。Nehalem EP微架構至強的三級緩存技術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核的二級緩存數據都會在三級緩存中建立一個副本，如果其它物理內核需要對數據進行查詢，只需查找三級緩存即可，如果未能在三級緩存中找到目標，則可以肯定該數據也不存在于各內核的二級緩存中，因此可以立即訪問內存，節省處理周期。

MC：新一代至強是如何平衡性能、環保和節能需求的?聽說還可以實現按需提升性能，是這樣嗎?

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

按照英特爾實驗室的測試結果，與第一代四核服務器平臺——至強5300系列相比，新至強5500系列服務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功耗狀態分級數量也是原來的5倍，在每種預設功耗狀態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(IntelTurboBoostTechnology)。通過這一技術，英特爾至強5500服務器平臺可自動根據工作負載需求，在不影響工作性能的同時將處理器和內存能耗降至最低程度。

MC：現在企業虛擬化應用逐漸開始興起，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。首先是英特爾虛擬化靈活遷移技術，簡單地說就是在不同代的英特爾服務器平臺中可以實現虛擬化應用的兼容。其次它還支持英特爾VT FlexPriority(靈活優先級)技術，可以在無需VMM(虛擬機管理器)介入的情況下，讀取和改寫任務優先順序，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、基于芯片組層面的VT-d技術和基于網絡層面的VT-C技術的互相搭配，也能進一步增強服務器的虛擬化性能。

MC：企業用戶通常更關心成本，選擇新至強是否需要更多的預算呢?

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

MC點評：從技術的角度講，至強5500秉承了Nehalem微架構的優秀性能表現，同時通過針對服務器產品優化的智能節能技術自動降低功耗，并運用智能加速技術識別用戶的性能需求變化，調整能耗比，使得它在企業部署方面更加靈活。而新一代虛擬化技術的加入，更是讓企業在虛擬化應用效率方面獲得了進一步提升，確實值得企業用戶關注。