英特尔用Nehalem为FB-DIMM送行

英特尔为FB-DIMM送行

最近一段时间，伴随着Core i7的发布，英特尔新一代Nehalem处理器家族也终于露出了庐山真面，顿时再次引次全球IT产业的热评，毕竟相较以往的英特尔处理器，这次的变动的确有点大。不过，Core i7只是面向高端桌面市场的一个制高点，在其之后Nehalem家族的成员将不断涌现，不仅仅会向下延展至笔记本电脑，向上也将会给企业级应用带来深远的影响，而我所关注的也正是这一块。

Nehalem家族一览，现在发布的Core i7并不在其中，代号为Bloomfield，明年第一季度，面向企业级应用的Nehalem-EP将会现身，届时服务器市场又将面临新的“战斗”

在笔者看来，Nehalem相对于它的前辈们，在自身架构上最大的变化主要是两点，第一就是内存控制器的集成，第二则是点对点的QPI接口（Quick Path Interconnect，笔者称之为“快径总线”），虽然这些AMD早已这么做了，但对于英特尔自身来说无疑是有重大意义的。今天我们就来谈谈Nehalem在内存控制上的变化所带来的影响。

CPU集成内存控制器的优点与缺点都比较明显，从某种角度上讲是一种极端的做法。其优点就是可以获得极为优秀的内存响应低延迟性能，但缺点就是内存搭配固定，CPU的设计与制造将受内存标准与技术变迁的影响，在平台的搭配上不够灵活。然而，在面对性能需求的挑战时，英特尔与AMD都共同选择了集成内存控制器，就表明了它们的倾向，而业界也将在获得相应收益的同时，承担某种代价。

比如原先的英特尔Pentium4平台可以选择DDR内存也可以选择RAMBUS内存，通过北桥的改变即可灵活支持，反过来P45芯片组即可以支持DDR2也可以支持DDR3，对于酷睿用户来讲，提供了一个灵活的主板平台。可是，到了Core i7，则只支持DDR3，这就意味着用户（包括下游的厂商）也将无从选择，所以Nehalem的出现对于DDR2和DDR3内存产业均有重要的影响。同样的，Nehalem-EP和EX也将如此，它所影响的就是英特尔一手打造的FB-DIMM，因为基于Nehalem架构的EP/EX也将只采用DDR3，这意味着英特尔亲手用身家的产品为FB-DIMM断绝了发展之路。

其实，在2007年就有消息指出英特尔有意放弃FB-DIMM，但那时距离FB-DIMM真正上市也不过2年的时间。笔者在2004年年初曾写专文介绍过FB-DIMM，而现在则在写一篇为FB-DIMM送行的文章，的确是有些感慨。不过，我并不想只是介绍这并不新鲜的资讯，而是想看看其背后的动因。

2005年，笔者在IDF上拍摄到的FB-DIMM发展路线图，基于DDR3的FB-DIMM2如今已经不可能再出现了

如果要论最短命的已应用的内存技术，FB-DIMM应该能排在前列，当年的RDRAM如今已经变身为XDR继续驰骋于一些重要的分支市场（如游戏机，影像处理等），可FB-DIMM也就只有一代的寿命，原先计划有DDR3版本的产品，现在看来是不可能的了。

FB-DIMM有什么不好吗？

有兴趣的话，大家可以看看我之前的那篇FB-DIMM专文，从技术理念上讲，FB-DIMM是一个相当不错的设计。它在串行与并行之间做出了一个良好的平衡与妥协——因为串行它可以获得更高的总装机容量，但也因为串与并行的转换，使其必须在大容量时才能发挥出比传统R-DIMM（Registered DIMM）更好的性能。

Xeon 7400将是英特尔最新也最后一颗采用FB-DIMM平台的处理器

然而，随着服务器虚拟化的应用，对服务器的内存和I/O的给予能力提出了更高的要求，那么为什么英特尔会在虚拟化正如火如荼时，放弃这种大规模内存应用技术呢？在笔者看来，主要有以下几点：

1、FB-DIMM的能耗表现太差，在“绿色”的背景下，显然已不合时宜

FB-DIMM的能耗表现早在其设计之初就有人提出异议，其实看看FB-DIMM的结构就明白了，由于多出了一个功能组件AMB芯片，所以与传统的R-DIMM相比，不可能不付出更多的能耗，尤其是在系统空闲时更为明显。就算是采用DDR3内存，也会比DDR3的R-DIMM更为耗能。

FB-DIMM的显著特征就是中间那块巨大的缓冲芯片，即高级内存缓冲(AMB，Advanced Memory Buffer)，而它也是FB-DIMM走向消亡的一大原因

AMD“上海”（Opteron 2384）与同为4核的Xeon 5400家族的能耗对比（空闲时）

在最新的与AMD“上海”处理器的对比评测中，现阶段英特尔的4核企业级处理器主力Xeon 5472平台在空闲状态下的能耗劣势相当明显，而这之间的差距足以抵消掉Nehalem-EP相较5400系列的能耗降低的幅度。要知道，经过近一两年的宣传与培养，现在是台服务器都在谈绿色与节能，用户也被洗脑得差不多了，所关注的不仅仅是处理性能，更多的人，尤其是想组建数据中心或是集群应用的人，都在考虑单位能耗性能比的问题，也许最终购买的就是性能不强可是够用，但确非常节能的服务器。

FB-DIMM的高能耗与发热也因其架构特点而给系统的设计者带来新的问题，由于是串行架构，与内存控制器最近的DIMM肩负着所以数据（含指令）的I/O，其后各DIMM的数据I/O都会经过第一个DIMM的AMB进行传输，这就造成了第一条DIMM的发热度最高，越往后的DIMM也就发热越低，这种发热的不均匀性给系统设计人员带来了很多挑战，从而也将体现在最终的系统成本上

可对于服务器来说，节能不仅仅是CPU的事情，主板、内存、硬盘等等都要参与。在这方面，FB-DIMM显然是在拖系统总能耗的后腿，英特尔如果要向在绿色潮流中，重回领导位置就必须做出改变。而DDR内存经过多年的发展已经相当成熟，DDR3的设计之初就强调低能耗，所以也许它不会在桌面市场很快流行，但在服务器与笔记本电脑市场将会大行其道。因此，从绿色角度讲，英特尔重在企业级平台采用DDR3是必然之举。

2、内存控制器的集成设计，让英特尔必须坚守家族统一的原则

上文说过，CPU集成内存控制器的缺点就是CPU的设计与生产将受制于内存架构与标准的变迁，这种改变对于CPU来说是牵一发而动全身。对于一个产品架构而言，应付两种内存标准，对于厂商的设计来讲，无疑就像是在设计两个产品，这对于成本优化是极为不利的。所以当Nehalem的架构定下来之后，也就意味着英特尔只能选择一种内存标准纳入其发展平台。显然，英特尔不可能向桌面端推广FB-DIMM，但DDR内存可以提供企业级方案，答案也因此明确了。

3、超大大容量内存对大多数用户并不需要，DDR3已经可以满足绝大多数的需要

虽然虚拟化的应用需要更多的内存空间，但能用得上FB-DIMM最多可提供的192GB内存容量的系统和应用少之又少。虽然FB-DIMM在减少主板设计，保证传输频率（传统的并行内存在满容量装载时往往达不到标称的最高频率）、提升带宽（由于是串行传统，可以配置多的并行内存通道以提升总体的内存带宽）方面有优良的表现，但从其架构上讲，只有容量超过一定程度时（16-32GB之上），其性能优势才会明显发挥，可现实中能用上这样容量的客户并不是很多。

而且，由于近年来SMB市场的发展壮大，对中低端服务器的需求迅速提升，可FB-DIMM的“高贵”并不适合SMB，对于这类市场DDR3 R-DIMM可以很好的胜任。

另外，DDR3内存本身在带宽上已经较DDR2有了更大的进步。从DDR2-800进一步提升至DDR3-1333（未来到1600），在带宽上提升了66.7%，Nehalem-EP通过三通道DDR3-1333设计已经可以与基于DDR2的6通道FB-DIMM平台一较高低了。

Nehalem的架构可以为处理器提供最高32GB/s的内存带宽（目前其内存控制器只支持到DDR3-1333标准，相信未来会提升至1600标准），与FB-DIMM宣称的40GB/s（其实是38.4GB/s）已经相差不多，但在能耗以及成本方面则有明显优势

在容量上，随着内存芯片因容量的提升，使DDR3的R-DIMM容量也将成倍扩展，这对于服务器的内存容量提高的影响是不言而喻的，单台Nehalem-EP服务器装载144GB的DDR3内存已经不再是幻想。

Nehalem-EP的架构图，与Core i7的主要区别就在于多了一路QPI总线，为双路系统做好了准备

总之，FB-DIMM到Nehalem这一代将划上句号。当然，由于Nehalem成为市场主流还要经过一两年左右的时间，所以在这期间，英特尔的主力仍将是采用FB-DIMM平台的7400/5400/5200家族，因此FB-DIMM虽然已经停止发展，但并不会在几年之内就从我们的视线中消失。不过，我想很多用户可能对Nehalem-EP翘首以待了。

最后，我们可以展望一下Nehalem-EP，在摆脱了FB-DIMM之后，相信Nehalem-EP系统在提供优秀性能的同时，在总体能耗上也会有出色的表现。而FB-DIMM的经历则告诉我们，企业级市场的需求已经不仅仅局限于对性能的追求，用户已经越来越理智，对自己想要什么也越来越明确，许多潜在的因素正在影响着市场的走向。几年前谁在关注绿色节能，可现在呢？这并不是技术与性能上的追求，但它会影响厂商必须在这方面有所改变和突破。因此，最好的技术并不见得会诞生出市场上最好的产品，反过来说，那最好的产品是什么？很简单，就是满足市场需求的产品，而不管你用了什么样的技术，厂商也将要学会在好的技术与好的产品之间做出自己的取舍……