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编者按: 说起64位,就有无数的话题。这不,在Xeon DP产品线中引入了EM64T(扩展64位计算)技术后,Intel在其最高端的Xeon MP中也引入了这样的技术,目的只有一个——抵
抗AMD在高性能服务器上的入侵。本报评测实验室在第一时间从宝德拿到了一台PR4850 4路新Xeon MP服务器,用它来向你介绍Intel最新一代企业高端服务器的发展。
原本在4路以上应用中独步天下的Xeon MP确实非常风光,下可压低端服务器市场,上可及Unix的应用,成为PC服务器的高端代表。而且在Xeon时代崛起的SW芯片组也凭借SW Grand Champion HE成为Xeon MP惟一的芯片组供应商(IBM和HP也都开发了自己独有的4路以上SMP技术的芯片组,但仅限于自有品牌的产品),Intel历史上第一次没有使用全套自身技术来武装其高端产品线。
事实证明这样的做法喜忧参半,喜在节约了大量开发成本,只要专注自己的处理器就足够了;忧则是如此搭配,让Intel在MP系列处理器的发展上显得束手束脚。从2002年3月推出Foster MP核心的Xeon MP后,一直到2004年3月的Gallatin核心 Xeon MP,前端总线一直停留在400MHz,这对于一款用于并行计算模式的多处理器来说,显然是不够的。
这时,AMD却悄然上市了Opteron处理器,在Intel无暇顾忌高端服务器市场的时候,一举出击,不但凭借200MHz的外频(约等同于Intel的800MHz)优势,更利用独门的AMD64技术成功地逾越了它梦寐以求的服务器门槛,Intel高性能服务器开始全线告急。外频其实对于一个成熟的服务器来说,虽然限制性能,但并没有触及服务器的核心,而扩展64位技术的引入,加上如火如荼的64位Linux等开放源码操作系统的发展,让Intel开始感到紧迫了。因此它在2004年7月,先行推出了基于EM64T的Xeon DP处理器,前端总线升级到800MHz,先在中低端服务器市场上迎接了AMD Opteron的攻击。既然Xeon DP都开始支持EM64T了,老大哥Xeon MP没有理由不支持,顺带一起将外频升级,一举两得的方式肯定奏效。
2005年3月30日,Intel终于祭出了它在高端市场上的法宝,正式发布Potomac核心的64位Xeon MP处理器,同时,和Xeon MP处理器搭配的代号为Twin Castle的芯片组E8500也同期发布。
Xeon MP探秘
新的Xeon MP处理器集成了可怕的8MB L3 Cache,起跳频率为3.5GHz,90nm制造工艺,前端总线为667MHz。配套的E8500支持双667MHz前端总线(也许借鉴了SW芯片组限制的经验,已经为未来Intel的双核Xeon处理器做好了准备)。它的北桥芯片中集成了内存控制器,最大可支持64GB DDR2-400 Registered内存,并支持内存热插拔、内存RAID、内存映射等技术。同时也引入了新一代的PCI-E扩展接口,为了实现企业级用户的高可用性,这些接口都支持热插拔。
看看上一代的Xeon MP,在集成了2MB L3 Cache后,集成的晶体管数量就达到了1.69亿个,在0.13微米工艺下Die的尺寸是230mm2;而Potomac核心的新Xeon MP虽然工艺改进到90纳米,但是夸张的8MB L3 Cache肯定会让晶体管数量突破2亿颗。为了让Xeon MP得到更多的支持和应用,Intel在Potomac核心的基础上推出了代号为Cranford的简化版新Xeon MP,简化了L3 Cache,其他没有变化,这也让原来高不可攀的Xeon MP有了走进中小用户的可能。
从Gallatin核心转向Potomac核心,并没有在外形上看到什么大的差异,仅仅是从Socket 603转变成了Socket 604,这也是总线频率上升的必然。一些新的指令集也被引入到新Xeon MP中,例如SSE3等,不过最令我们感兴趣的还是EM64T,这个已经在Xeon DP和P4处理器中广泛应用的技术移植到高端服务器意味着什么?
从32位到64位,让我们不得不去关心安腾的问题,虽然安腾作为彻头彻尾的64位处理器,不会在乎这个兼容扩展64位小兄弟的发展,但用户总认为此64位是彼64位,实际使用的用户更关心到底这些能为他们带来了什么。
如果非要说32位和扩展64的焦点所在,那就是内存,这应该是上升到64位寻址最重要的理由。处理器计算能力虽快,也要将数据放入内存,在32位寻址空间下只支持4GB内存(32位系统只能直接操作4 GB内存,更多的内存将采用扩展寻址方式,存取速度将成倍下降),远不能发挥处理器的能力。对于担负数据库、节点计算等应用的Xeon MP服务器来说,4GB早就是坎了。虽然很多服务器配到了16GB内存,但性能并没有比4GB内存的服务器高出许多,因为内存存取速度上受到极大的影响。可是只要换成64位寻址,可直接操作的内存容量将上升到16TB,在摩尔定律还没有失效之前,起码15年内不需要再考虑内存上限的问题了。
更大的变化在芯片组
最初给Xeon配套的芯片组是i860(使用RDRAM),因各种原因没能得到普遍应用,转而由SW提供Xeon芯片组,直到Nocona核心的Xeon DP处理器出现后,Intel才推出了E7500系列芯片组(简化版为E73××),此时的Xeon MP系列处理器仍然使用SW Grand Champion HE芯片组,这时的安腾使用E8870芯片组。
随着Potomac新Xeon MP的问世,Intel给它配套了一款称为E8500的芯片组,不同于Xeon DP使用的E75××,似乎更接近安腾的E8870。从实际技术实现来看,E8500还真的具备了安腾才会有的技术。
先说内存技术的升级,这里的升级不是单纯的性能升级,DDR2-400的实际速度也不算特别快,但是请注意,在使用Intel技术的服务器上,第一次出现了内存热插拔功能,这意味着高端的Intel服务器在可靠性上具有了突破99.999%的实力(每年宕机5分钟)。据统计,服务器所有宕机中,电源和内存故障占一大半,电源可热交换,但内存问题一直没能得到彻底解决,原因是需要热插拔功能。单纯热插拔内存仍然不够,必须依托内存RAID功能来实现,而内存热插拔过程中正在计算的数据的安全性就需要内存映射技术来保障,因此这三点在E8500芯片组中是同步出现的。为实现内存技术的进步,在北桥(NB)上由4条IMI通道和4颗XMB控制芯片连接,形成相互独立的内存系统,详见图1。
在E8500芯片组框架图中我们还可以看到,两条667MHz的前端总线分别照顾两颗Xeon MP处理器,减少了以往MP处理器共享独立总线的争用现象,并让人联想Intel即将推出的双核技术处理器,相信E8500已经对双核做足了支持的工作。
既然是做好了64位的准备,扩展I/O端口自然不能拖后腿,4条独立的PCI-E总线能够提供5.33GB/s或2.67GB/s不等的速率,它们也都支持热插拔。
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