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1、在 2009年第一季度的最后一天，Intel 终于对外发布了 XEON 5500系列 CPU。这款产品传说已久，Intel在此前的各种技术论坛上也为其上市做足了铺垫，不断释出的信息在让广大用户欣喜不已的同时也吊足了大家的胃口，而今这款产品终于发布了，新的 Nehalem架构究竟强大在什么地方，它与上一代“Penryn”架构的至强相比有着什么样的性能提升，我们现在终于可以一一揭晓答案了。相信大家对上一代、代号为“Penryn”45nm 至强处理器已经相当熟悉,如至强 5405、5410、5430 处理器等都属于其范畴，凭借其优异的性能，超强的稳定性，在双路服务器平台中占据举足轻重的地位。 相看对
2、 AMD方面在服务器方面，由于代号巴塞罗的处理器缓冲器(TLB)出现了硬伤，导致了皓龙市场的严重损失，这不能说是 AMDopteron的悲哀，其后的“上海”也是底气不足，而今 intel再砸重拳，AMD 将如何应对，我们拭目以待。最新的 XEON5500系列处理器，使用了不同以前的“geinestown”核心，采用了 Nehalem架构，这个中文名被译为“尼黑勒姆”，也有人翻译成“你嗨了吗”。关于 intel对开发代号的命名，都是采用周边小镇或者小山，或者小河的名称来做为其研发代号，这个我们不必深究。Nehalem 处理器同样上一代的Penryn至强一样，都是采用了 45nm的生产工艺，它属于
3、第二代的 45nm产品，但它却和上一代产品有着很大的区别。简单说来，Nehalem 还是基本建立在 Core微架构（Core Microarchitecture）的基础上，外加增添了 SMT、3 层 Cache、TLB 和分支预测的等级化、IMC、QPI 和支持 DDR3等技术。Nehalem 的核心部分比 Core 微架构新增加的功能主要有以下几方面：New SSE4.2 Instructions （新增加 SSE4.2指令）Improved Lock Support （改进的锁定支持）Additional Caching Hierarchy （新的缓存层次体系）Deeper Buffers
4、 （更深的缓冲）Improved Loop Streaming （改进的循环流）Simultaneous Multi-Threading （同步多线程）Faster Virtualization （更快的虚拟化）说了上面这些，只是表明了相对上一代架构的改进，新的 XEON采用了全新的架构，全新的支持平台，以及全新的内存系统，和 I /O系统，支持 SSD硬盘。当然，性能表现方面，新的 XEON有主要的三个大的改进的地方：1：Intelligent Performance 超强的性能2：Automated Energy Efficiency 自动化能源控制3：Flexible Virtualiz
5、ation 灵活的虚拟化技术说了这些，XEON 到底好在什么地方呢？下面，我就这 3个方面逐一剖析：1：Intelligent Performance 超强的性能首先，XEON5500 系列集成内存控制器（IMC），说到这里，我们不得不把时间拉回到 XEON 5300系列的时代，由于其竞争对手 AMD在其 K8架构时代，就集成了内存控制器，正因为如此，这大大的提升了AMD处理器的性能，这也成了 AMD骄傲的资本，再来看看 intel，CPU 访问内存的延迟，大大的影响了XEOn产品的性能，所以在 XEON 5400时代，intel 开发了一种高速全缓冲内存技术，就是我们通常说的Fully-bu
6、ffer DIMM，他是在内存上面加载了一个处理芯片，来提高与 CPU交换的速度，从实际情况来看，这确实为解决之法，但是，从另外的技术方面，我都为 intel捏了一把汗，这为治标不治本。从各大 OEM厂商和使用者的回馈反应来分析：FBD 内存发热量大，为此还穿上了金属的马甲，功耗也比 REG ECC内存高出许多。集成内存控制器从 XEON5500开始，intel 也借鉴了 AMD的内存控制器（IMC）的做法，用比较客气的话，就是互相学习了，可悲的是，AMD 当初为什么不把这个技术去申请一个专利啊。话说回来，intel 和 AMD这一对欢喜冤家，到底谁更强势一些呢？做为一个看客，我没有答案。既然
7、集成了内存控制器，当然 CPU与内存之间直接连接，总比中间还有通过北桥芯片去沟通的好，所以，从主板的布局上、从工作的效率上来讲，这种方式更加合理。从上图我们可以更加形象的理解，上一代的 CPu都是通过前端总线，来访问北桥，在通过北桥，来调集内存里面的数据，CPU北桥内存北桥CPU，一来一往，五个步骤，而今呢，CPU内存CPU，好处在那里傻子都看出来了。并且，上一代的两个处理器之间，也需要通过北桥芯片来连接。新一代的两个 XEON至少还有 21G的 B/s的带宽呢。在 IntelXEON5500系列上集成了独立的 DDR3内存控制器，较之以前的平台，大大提高了带宽（使用DDR31333 可以达到
8、 32GB/s的峰值带宽，较之以前的平台具有四到六倍的带宽提升），显著地降低了内存延迟，从而提升了性能，为每个 CPU提供了访问本地内存资源的快速通道。与前一代平台不同的是，每个 CPu直接提供 DDR3的 3个内存通道，每个通道支持 24 条内存，所以最大支持到每个 CPU接口 96GB的 DDR3内存容量，将来最大容量可以达到 144GB，为高端的企业运算提供了强有力的内存支持。集成了内存控制器，也不是没有坏处，XEON5500 这一代 CPU也只能支持 DDR III的内存，也就是说失去了对内存搭配的灵活性，相对于性能方面的提升，这个坏处只是微乎其微。Xeon5500 平台使用 QPI架
9、构代替了原来的 FSB架构，QPI 是基于数据包传输，高带宽低延迟的点到点传输技术，速度可以最高达到 6.4GT/s,远远高于原来基于 FSB架构的数据带宽。当然,具体平台的实现中QPI连接数目可以根据目标市场和系统复杂性而有所不同，表现出极大的灵活性和扩展性。 这也终于终结了 FSB的历史。不过 QPI也将会有三种规范，基础版本的 XEON5504和 XEON5506 QPI值达到 4.8GT/S，二级缓存也只有 4M（为什么比以前的缓存降低了不少，这个简单的答案，朋友们自己寻找吧。），而且在内存方面，只支持 DDRIII 800 ，也不支持 TURBO技术。相关其他的信息，大家可以根据下图
10、了解。不同规格的 QPI总线其次是超线程技术，超线程技术是在一颗 CPU同时执行多个程序而共同分享一颗 CPU的资源，理论上要像两颗 CPU一样在同一时间执行两个线程，处理器需要多加入一个 Logical CPU Pointer（逻辑处理单元）。而其余部分如 ALU（整数运算单元）、FPU（浮点运算单元）、L2 Cache（二级缓存）则保持不变，这些部分是被分享的。虽然采用超线程技术能同时执行两个线程，但它并不象两个真正的 CPU那样，每各 CPU都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个资源时，其中一个要暂时停止，并让出资源，直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗 CPU
11、的性能。超线程技术需要注意的是，含有超线程技术的 CPU需要芯片组、软件支持，才能比较理想的发挥该项技术的优势。再次是 XEON的自动超频，Turbo Boost，（也叫涡轮推进技术），很多时候，CPU 在处理数据或者在运行的时候，都达到了 100 的使用率，为了解决这个问题，在新一代的 XEOn处理器中，可以自动实现2级超频功能，从原来频率基础上，增加 2个 133M的频率。自动超频 Turbo Boost不过，并不是所有的 XEON都会支持这个功能，例如面对低端市场的 XEON 5502和 XEON5504，这两个型号的 CPU，也将会有可能只有 2个核心的版本，共享了 4M二级缓存，也不
12、支持超线程技术，从这方面来看，intel 把改省的都省下了，呵呵。从中端的 XEON E5506，到 XEON E5540都支持了 Turbo Boost。不同的是高功耗版本的 XEON X5550，功耗达到了 95W，它可以在使用 2个核心的情况下，实现 3级超频功能，也就是 133M3。例如 XEON X5570本来频率是 2.93G，如果四个核心同时使用，那么每个核心可以自动超频到 3.2G；如果只使用了 2个核心，那么这 2个核心可以自动超频到 3.33G运行。2：Automated Energy Efficiency 自动化能源控制在 XEON5500以前，通常情况下，一个企业使用的
13、服务器都是全天 24小时运行，功耗基本上都是满负荷状态运行，在我们提倡节约能源的今天，这是一个巨大的浪费。不过，从这一代开始，处理器更加智能，能够根据使用时的状态，自动调节功耗。下面是一个企业一天中监测服务器的功耗情况图，可以看出在早上 7点以前，晚上 8点以后，功耗大大降低，为企业节省了不少的开支。不同时段服务器的功耗并不相同XEON 5400 和 XEON5500的对比情况：SPECpower_ssj2008 是一个利用标准 Java的 JDK计算整体服务器性能，根据其中 11个不同工作负载区域段的功耗得出服务器的工作负载/能耗比的测试方式。是一个较为客观的服务器的能耗标准：简单说来，这一
14、切只与服务器的节能设计有关，也就是 XEON5500的自动能源控制。Nehalem架构的至强服务器明显在节能方面有更好的表现3、Flexible Virtualization 灵活的虚拟化技术早在 2005年末，intel 就开始在其处理器产品线中推广应用 Intel Virtualization Technology(Intel VT)虚拟化技术。到目前为止目前，Intel 已经发布了具有 Intel VT虚拟化技术的一系列处理器产品，其中包括服务器/工作站平台上的 Xeon LV系列、Xeon 5000 系列、Xeon 5100 系列、Xeon MP 7000系列。从 2007年开始，虚拟
15、化技术已经发展到了一个新的阶段，这时虚拟化实施的重点已经转移到了灾备、迁移以及负载均衡上，而 7400系列凭借更出色的性能，更优秀的功耗控制，更完善的硬件辅助虚拟化技术，以及高可靠性和可用性，为用户的灾备、负载均衡提供了更强大、稳定的平台。除此之外，英特尔还在强化了 Flex-Magretion虚拟化技术。这一技术虽然在在 Penryn里就已经实现，但是英特尔在 XEON5500里得到了加强。相较于之前的英特尔 VT技术，FlexMigration 则更偏向传统对虚拟化技术的定义，这种技术可以让虚拟机上的应用在英特尔不同产品线的处理器上进行动态迁移，提高处理器使用率。新一代的 XEON5500
16、 平台上，包括了 chipset芯片，还有 network，都对虚拟化有了良好的支持，这使得整个服务器性能有了巨大的提升。虚拟化也是 Nehalem至强处理器重点关注的方面当然，这一切还需要软件上面的支持，其中，我们常见的虚拟软件如：VMware，这是 XEON 5400和XEON5500的在虚拟情况下的对比，大概有 1倍性能提升。虚拟哈性能大幅提升从这一代 XEON开始，intel 又推出了 CPU接口 LGA1366，整整比上一代多出了 600多个触点，整个CPU也比 XEON5400大了许多，这好像和 intel桌面处理器 I7是一样。所以，对于上一代使用的散热器，也将不适合于这一代，如果有兴趣的朋友，可以花上一天时间来数数。总而言之，XEON5500 的发布，是 intel的一个全新的里程碑，无论从性能还是架构上，迈出了踏实的一步，关于 Nehalem至强处理器性能到底怎么样，感兴趣的朋友可
