如果说2010年X86服务器市场***的看点是什么?无疑是四路以上的企业级服务器。在这个领域,我们会迎来一个堪称革命性的全新平台:英特尔Nehalem-EX(至强7500/至强6500),以取代2008年9月发布的六核至强7400系列(代号Dunnington)。
什么是Nehalem-EX?
Nehalem-EX是英特尔***一代智能可扩展的高端服务器处理器平台,包括支持四插槽以上系统的至强7500系列与支持双插槽系统的至强6500。
Nehalem-EX采用英特尔45纳米高K金属栅极制程工艺和Nehalem微体系架构。每颗处理器集成了23亿颗晶体管,最多集成8个内核,每个核心支持双线程,每颗处理器最多可支持16个线程并行处理;配合英特尔的睿频技术,CPU的主频可以动态调整;每处理器最多带有4条QPI高速互联,可轻松扩展至8路系统,如果加入第三方节点控制器则可扩展至更多路系统;每处理器***共享24MB L3缓存,借助可扩展内存缓冲和可扩展内存互连技术,每个处理器可支持16个内存插槽,四路服务器***内存容量可达到512GB DDR3。而且,Nehalem-EX引入了22条RAS特性,并***在至强平台上实现了IA64上才有的MCA恢复功能,提供更强的可靠性。
因此,Nehalem-EX将定位于服务器整合、虚拟化、数据处理需求庞大的企业应用以及高性能技术计算等环境,同时吸引使用RISC小型机的用户迁移到至强平台上来。
Nehalem-EX家族处理器有哪些型号规格?
英特尔Nehalem-EX家族分为两个系列:支持四插槽以上系统的至强7500与支持双插槽系统的至强6500。预计3月底将发布11款处理器,其中8款至强7500和3款至强6500,主频在1.73-2.66GHz之间,均有4核、6核与8核的版本,L3缓存也有所不同。具体如下表所示:
注:
1)TPC-C性能数据来源于思科,仅供参考。
2)出于稳定性考虑,目前内存频率***只支持到1066MHz,预计未来会升级到1333MHz。
3)Turbo-Boost一栏是该款处理器在使用不同工作内核数时主频可提高的增量,1个增量为133MHz,分为7-8个核心、5-6个核心、3-4个核心、1-2个核心共4个区段,一般工作内核越多,可进一步提升主频的空间越小。如L7555的1/2/4/5表示,在使用7-8个核心时,主频增量为1,即只能再提高133MHz,而使用1-2个核心时,增量可达5,即主频可再提高666MHz。
可见,Nehalem-EX完全打破了传统单路、双路、四路平台的简单划分。至强6500系列的推出主要是考虑到了部分应用对于大容量内存扩展的需求——它可以扩展到32根内存DIMM,而至强5600一般最多只有18根DIMM(思科UCS和IBM eX5由于使用了独特的内存扩展技术,属例外)。比如,有一些高性能计算用户只需要两颗处理器,但需要极大的内存带宽和I/O带宽,过去的双路服务器提供不了那么大的内存,无奈之举是买台配两颗CPU的四路服务器,但由于四路服务器售价高出许多,从而造成了投资浪费。为此,英特尔在新一代的Nehalem-EX中,提供了至强6500的双路平台,可以满足这些内存密集型用户的需要。
另外,与同样针对双路平台的至强5600系列(Westmere-EP)相比,至强6500在核心数量、主频、L3缓存、RAS特性等方面也有不同,因此,这两款产品的定位是完全不同的,至强5600无疑针对主流双路市场,而至强6500针对的是对内存容量有特殊需求的细分市场。
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八核心版本的Nehalem-EX内部结构是怎样的?
Nehalem-EX是x86架构中***款具有8个核心的产品,配置了24MB的共享L3缓存。基本构成是处理器核心分布在四个角落,所有核心共享的L3缓存则居于内核中部,在内核正中央则具有两个Hub集线器和一个Router路由器来负责所有核心的数据共享,管理内存、QPI以及L3缓存之间的数据流向。Nehalem-EX在核心正上面具有4个QPI——QuickPath Interconnect总线,核心正下方则是两个内存界面,总共有4个DDR3内存通道。更多内容,请参见:
8核心版本Nehalem-EX处理器结构图
Nehalem-EX平台的内存扩展性如何?
一颗Nehalem-EX处理器可以支持16根DIMM内存条。如使用8GB容量的内存条,双路Nehalem-EX平台最多32个DIMM,内存容量可达256GB;4路Nehalem-EX平台最多64个DIMM,内存容量可达512GB;8路Nehalem-EX平台,最多128个DIMM,内存容量可达1TB。
4路Nehalem-EX平台,64个线程,最多64个DIMM,内存容量可达512GB
值得一提的是,Nehalem-EX在CPU内存控制器和内存之间设置了一个芯片,起到缓冲的作用。其实就相当于把过去FB-DIMM内存上的缓冲芯片集中起来放到一个桥接芯片中,达到一种平衡,既要节省一部分能耗,又要保证过去FB-DIMM带来的好处,提高内存容量,保证内存工作主频和带宽不降低。
不过,为了保证系统的稳定,目前Nehalem-EX平台的内存速率***只有1066MHz,预计以后会升级到1333MHz。
与上一代六核至强7400相比,至强7500有什么不同?
与至强7400相比,虽然至强7500仍然使用45纳米工艺,但架构发生了重大变革,从传统的前端总线结构变成了全新的Nehalem直联架构(了解Nehalem架构),具体体现在:
1)使用QPI总线,取代前端总线架构,最多拥有4条QPI Link;
2)集成DDR3内存控制器,有4个内存通道接口,通过设置外置缓冲芯片,每处理器最多支持16条内存;
3)最多拥有8个内核,支持睿频技术,可动态调节工作核心主频;
4)采用超线程技术,每CPU可实现16个线程并行;
5)23亿个晶体管,L3缓存由16MB提升到24MB;
6)RAS特性更多,增加了原来只在安腾处理器上才有的MCA(Machine Check Architecture)机器校验恢复功能,检测CPU、内存、I/O的错误,并和OS协作纠正,并可以从严重错误中恢复。
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