英特尔与AMD：企业计算之两虎相争2010

2009年服务器市场简要回顾

2010年是中国农历虎年，一时间不由得让人想到这个森林之王的英姿，而我们也都知道一句俗语：一山不容二虎，这一点对于很多场合都是很适用的，比如——面向企业计算应用的服务器市场（为了表述的简洁，下文中的服务器市场如果没有特别注明，均指x86服务器市场）。不管在这个服务器市场上有多少厂商，最基本的核心——CPU，就出自于英特尔和AMD这两家，所以2010年的服务器市场也最终将由之两家厂商的新品来驱动，竞争也将由双方的新处理器所引发。

我们知道英特尔与AMD将在2010年不同的时间点推出自己的企业级新品，且比2009年更多，从而让双方在2010年所展现出来的竞争态势，更吸引业界的关注，更何况在这一年中，英特尔还将把x86平台推向更高的高度，从而必将“得罪”另一个市场中的老虎——IBM，所以相对于2009年，2010年的企业计算市场绝对更有看点。

长期关注企业级计算市场技术与产品发展趋势的我们，也肯定不会放过对2010年的展望，在本文中，我们也将集中对基于英特尔与AMD处理器的x86服务器市场在2010年的发展态势进行预测，谨供各位参考。

在开始我们的展望与分析之前，我想有必要对2009年服务器市场进行简要的回顾。

如果仔细的盘点2009年的服务器市场，我们可以看出其实新品并不多，英特尔方面最大的亮点，也可以说是2009年服务器市场的最大亮点就是基于Nehalem架构的至强5500的问世。这款处理器一扫至强家族的传统架构，QPI与DDR3 IMC（集成内存控制器）代替了FSB和DDR2 FB-DIMM，让至强服务器无论从CPU还是平台方面都有了质的飞跃，因此至强5500在2009年可谓横扫双路服务器市场，发布两个季度后，在英特尔的收货份额中就已经超过了至强5400，这种替换速度是很罕见的。

再看AMD，在2009年也只发布了一款新品，那就是伊斯坦布尔（Istanbul），不过相对于至强5500较5400质变的进步幅度，伊斯坦布尔较上一代的“上海”的进步只能用量变来形容了，与“上海”相比，伊斯坦布尔只是多了两个核心，外围的设计和规格基本没有变化（HT的传输频率提升了0.4GHz），所以伊斯坦布尔虽然提前了将近半年发布，但在笔者眼中，更多的是一个应急之作，不过由于英特尔在多路市场上仍然没有引入直连架构，所以伊斯坦布尔的6核+直连架构+多路的组合，在市场上打出了一个空档，在运用多路处理器的大型虚拟化与高密度HPC节点方面，伊斯坦布尔可谓是AMD在2009年服务器上的最大亮点。

然而，由于双路服务器占据了市场的最大份额，所以至强5500的得势也让英特尔在2009年更占上风，因此从整体上讲2009年是英特尔更风光的一年。AMD由于自身在技术规格上的“不思进取”而让其在2009年更为被动，这一点在本人2008年底撰写的《2009年：英特尔与AMD服务器市场对对碰》中已经分析到了，而在另一篇文章《论AMD在企业应用市场上的“失守”》中，我也分析了造成AMD Opteron家族如此被动的一些原因，总之大家也由此能对2009年服务器市场的竞争态势与结果有了一个基本的概念。

那么，在2010年这种竞争的态势又将如何发展和演变呢？在进行具体的分析之前，我想有必要先从双方的排名布阵说起。

英特尔：Nehalem-EX与Westmere-EP

Nehalem架构所引入的QPI和IMC可谓打通了英特尔处理器的任督二脉，从而在2009年为英特尔服务器平台打下了很好的基础，也创下了很好的口碑，因此在2010年也将是英特尔将Nehalem架构继续发扬光大的一年，家族成员也将进一步得到完善。在此我们可以先来看看英特尔企业级市场2010年的路线图。总体上，英特尔将服务器分成了3个等级，即低端的入门级（Entry ，简写EN）、 主流的效率性能级（Efficient Performance，简写EP）以及高端的可扩展级（Expandable，简写EX），下图就能清楚的看到在2010年期间，至强处理器的新老交替。根据英特尔部署，Nehalem-EX与Westmere-EP将在2010年第一季度一道面世，全面出击。

英特尔至强处理器家族2010年新旧更替表，在EN级市场，目前已经引入了Lynnfield（45nm工艺），即至强3400系列，在2010年将过度到32nm的Clarkdale，不过这一市场并不是我们关注的。在EP和EX市场上，2010年的将迎来Westmere-EP与Nehalem-EX，英特尔已经将它们正式命名为至强5600系列和至强7500/6500系列，前者代替2009年大获成功的Nehlaem-EP（至强5500)，后者则代替年迈的至强7400系列，这两个新产品系列也将是我们关注的重点

Westmere-EP：稳守双路市场

我们可以看到，Westmere将是下一阶段32nm工艺的产品代号。而从英特尔的TICK-TOCK战略来看，2009年的Nehalem是架构革新的TOCK年，那么2010年Westmere则是工艺进步到32nm的TICK年。不过，并不是所有的至强产品线在2010年都会步入32nm时代，高端的Nehalem-EX仍然是45nm，其接班人Westmere-EX很可能会在2011年进入市场。

英特尔的TICK-TOCK战略，现在钟摆已经指向了32nm的Westmere阶段

总体上讲，Westmere-EP（至强5600）相对于至强5500并没有根据的变化，两者是可以共用同一平台的，而在5500时代所划分的EP双路和EN双路市场，也由此会平滑的过度到至强5600身上。

基于5520芯片组的平台面向主流的EP双路市场，5500芯片组面向入门级的EN双路市场

至强5600特点概述

从技术规格上，至强5600相较5500的主要改进点就32nm工艺、增强的高速缓存（L3缓存从8MB提升至12MB）、增强的能效管理以及最高6核心/12线程设计，除此之外，至强5600还具有Westmere家族统一具备的新能力，即针对高级加密标准（AES，Advanced Encryption Standard）的新指令，共有7条，用来加速CPU的加密与解密的操作，据悉加速比达到了3倍。

Westmere家族新加入的AES指令介绍

至强5600的家族成员与简要规格对比

总之，至强5600更像是至强5500的32nm加强版，而从具体的型号上可以看出，至强5600同时包括了6核心与4核心的产品线。但需要指出的是，32nm工艺使其在TDP（热设计功率）不变、核数量增加的情况下，仍能保持运行主频与至强5500持平甚至更高（至强5500最高频率型号是工作站版W5590，3.33GHz，高性能版的X5570为2.93GHz，而至强5600系列中，6核心的服务器加强版X5680达到了3.33GHz，4核心的X5677则达到了3.46GHz）。要知道，碍于TDP的封顶限制，当核数量增加时，往往不得不降低运行主频，从而使得核数量增加所带来的性能提升并不能尽如人意，因此6核的Westmere-EP主频不降反升，很是难能可贵，也反映出了英特尔在工艺上的领先性及其所带来的巨大价值。

Westmere-EP肯定将会使英特尔在双路市场上拥有更为坚固的实力，4/6核心的交错布局也会给OEM伙伴以灵活的选择，借助于前辈至强5500的名声，Westmere-EP也将成为2010年双路服务器市场上的明星。

Nehalem-EX：强攻多路与高端2路市场

说完至强5600再看Nehalem-EX，在上文的介绍中，我们提到了它有两个型号系列——至强7500和至强6500系列，这是怎么回事呢？原来，英特尔为了保证其产品线的完整性与厚度，特意在原有的8核心Nehalem-EX基础上，去掉两个核心，而推出了6核心的版本，这就是至强6500系列。按照英特尔的话说，至强6500系列将主攻高性能计算（HPC）市场。另外，据一些厂商的资料显示（如SGI），Nehalem-EX似乎还有4核心的版本，不过还没有得到确切的消息与型号说明。而在笔者看来，至强6500应该是一个针对8核心皓龙6000而推出的，将突出更好的性价比。

Nehalem-EX的主要特性

目前我们还不太清楚，至强6500是否也有多路的版本，按理应该如此，从设计上看，至强6500的初衷在于让每个处理核心享受到的内存带宽与I/O带宽更为充分。从理论数值上看，8核Nehalem-EX的每核平均内存带宽为5.25GB/s，至强5500为8GB/s，6核Nehalem-EX则为7GB/s，在I/O方面，8核Nehalem-EX与至强5500的每核平均带宽相当，都是12.8GB/s，6核Nehalem-EX则为17GB/s，明显占优。这对于那些需要高内存与I/O带宽的HPC应用的好处也是显而易见的，而HPC的运算节点的多路化也是一大趋势，所以至强6500应该只是核心简化版的Nehalem-EX，仍然可以覆盖2路至多路市场。

Nehalem-EX家族可以覆盖2路至8路及以上市场，是英特尔第一个真正意义上的高可扩展（EX）服务器平台

如果说2009年对于英特尔企业级平台来说是一个双路服务器的大年的话（至强5500的强力推出），那么2010年将是英特尔在多路服务器市场上的大年，Nehalem-EX将会接替2008年推出的至强7400，真正的在多路市场上与AMD一较高下。毕竟在缺少直连架构与IMC的帮助下，至强7400在多路市场上仍然对AMD难以构成致命的威胁，因此多路市场上，AMD仍然更强势，但Nehalem-EX的出现肯定将打破这一传统，由此也将使其成为2010年英特尔产品线中最闪耀的明星。

鉴于ZDNet有关Nehalem-EX与Westmere-EP的报道已经有很多了，在此就不再过多介绍，有兴趣的读者可以参考本站以往的文章：

Westmere-EP以往系列报道

Nehalem-EX以往系列报道

AMD：皓龙6000与皓龙4000

通过前文我们已经知道，在2010年，AMD强大的对手英特尔也将在多路市场上引入直连架构，而如果让Nehalem家族越战越勇，那么AMD在企业级市场的日子就会更加难过。这就要求AMD必须再拿出重量级产品来与英特尔抗衡，而它们就是早前已经介绍过的，基于皓龙（Opteron）6000/4000系列处理器的全新服务器平台。而从这两款产品的推广理念上看，AMD的理念与英特尔已不太一致，如果英特尔是全面开花，那么AMD则是抓大放小，集中精力主攻主流市场。

2010年AMD服务器平台总体战略：关注批量市场

在AMD的眼中，2010年的服务器市场战略将更为务实，即关注于需求最大化的市场。AMD从市场销售数据中得到的信息显示，双路服务器市场占据了最大的市场份额，而单路与4路及以上服务器均呈萎缩的状态。随着CPU性能的不断提升，双路服务器将肩负起越来越多的企业应用。因此，AMD的目光也集中落在了双路服务器市场。

AMD在2010年服务器市场的总体战略与思路

根据关注批量市场的战略和思路来布局的2010年产品线，可以看出，皓龙6000与皓龙4000均有双路产品线，也体现出了AMD对这一市场的重视

就应用目标市场的定位来看，皓龙6000与皓龙4000产品线集中覆盖了最热门的两个领域，即云计算与高性能计算，它们也将是未来服务器市场发展的重要源动力

皓龙6000与皓龙4000平台

在2009年11月召开的AMD分析师大会上，AMD公布了两个平台的具体配置情况，从而让我们可以对其有了一个更为清晰的了解与认识。

面向4路及高端双路服务器市场的皓龙6000采用了全新的G34插槽，1944针引脚，提供了更多更强的电源管理功能，每个G34插槽支持4个DDR3内存通道（最高速率DDR3-1333），每个通道内最多有3根DIMM，单插槽最高DIMM数量为12根，那么对于4路皓龙6000服务器而言，就是48根DIMM，按每根DIMM容量8GB计算，4路皓龙6000服务器可提供384GB内存容量，双路时提供了192GB的内存容量。同时由于有两个I/O桥接芯片（SR56x0），可提供最多84条PCI-E 2.0通道（采用SR5690时）

面向低端双路与单路市场的皓龙4000，可谓是伊斯坦布尔的定制版，内存规格提升至了DDR3，HT总线速率提升至6.4GT/s，但数量上减到2条，而这对于双路服务器平台已经足够了。皓龙4000采用了与传统Socket F1207物理上一致的C32插槽（同为1207针引脚，但针脚定义改变了），每个插槽仍然是两个内存通道（最高DDR3-1333），每个通道内最多两根DIMM，每插槽是4根，双路平台最多为8根DIMM，按单根DIMM容量8GB计算，皓龙4000平台的最大内存容量为64GB，而在I/O方面可以根据需要和定位来搭配不同的SR56x0 I/O桥接芯片

从这两款产品的典型配置来看，能很明确的分辨出其面向的领域与市场定位，就双路市场而言，皓龙6000将主力出击现有的主流高性能市场（与当前的双路平台相近，比如“上海”、“伊斯坦布尔”、“至强5500”等），而皓龙4000似乎要打开一个新的市场，从它的配置上就能感觉到，平台整体的成本会降到很低，不过这需要AMD进一步的去引导用户进行理智的选择。同时用户也必须要明确自己的需求，来做出合理的选择，若果真如此，皓龙4000的潜力则不可限量。

根据AMD的规划，2010年第一季度将推出皓龙6000系列，第二季度推出皓龙4000。届时，皓龙6000系列将呈现以一敌二的局面，同时面对英特尔Nehalem-EX与Westmere-EP的竞争，其中尤以双路服务器市场为重。

在2010年，皓龙6000（CPU代号Magny-Cours<马尼-库尔>，平台代号Maranello）与4000（CPU代号Lisbon，平台代号分别是面向高性能的San Marino和面向低功耗市场的Adelaide）平台将是AMD在企业计算市场中的主力，而到2011年，将全面进化到32nm生产工艺，并且将出现12/16核的Interlagos来代替Maranello，6/8核心的Valencia代替Lisbon）

2010年英特尔与AMD对阵分析

介绍完双方在2010年将要出场的队员之后，我们再来看看双方2010年的对阵形式。这里需要指出的是，目前正在销售的一些产品在2010年不会马上消失，比如面向多路的6核心的至强7400系列、面向多路及双路的伊斯坦布尔系列、以及面向双路的至强5500系列等，但我相信2010年决定竞争格局的将是我们上面介绍的新品。

从上图可以看出英特尔的产品线相对来说更为完整，而AMD的新品则将空缺8路及以上市场，虽然2010年里伊斯坦布尔还会销售，但与8路的Nehlaem-EX相比，实力悬殊，除非以极低的价格切入市场，否则8路市场将会迅速倒向英特尔的势力范畴。而在市场最大份额的双路市场，双方都在双路市场上布下了重兵，但从布局中，我们也能明显感觉到AMD的压力，皓龙6000系列将承受最大的市场冲击，所以它的成败也将关乎到皓龙家族日后的走向，因而在此我首先看看皓龙6000的可能表现。

晧龙6000与至强7500、至强5600简要规格对比

在笔者早前的文章《论AMD在企业应用市场上的“失守”》中，已经讲到了皓龙家族在2009年处境不利的根本原因就在于其内存与I/O带宽与Nehalem家族差了一个档次，想象一下，DDR2-800的带宽只有DDR3-1333的60%，况且伊斯坦布尔的内存通道只有两个，所以总内存带宽只是至强5500的40%，而在I/O带宽方面，伊斯坦布尔的三路HT 4.8GT/s的带宽只有至强5500的双路QPI 6.4GT/s的75%，所以即使是6核心设计，在很多的性能测试中仍然不及4核心的至强5500。从某种意义上说，伊斯坦布尔在2009年仍然受到市场的欢迎，原因有三个，一个是在多路市场上其性能表现强于至强7400，而这是Nehalem家族当时还无法涉及的市场，二是在HPC领域，而是因为其直连架构+6核心的设计为高端HPC客户提供了一种高密度的解决方案，第三点就是价格相对便宜。其实就核心性能而言，AMD并不比英特尔差。所以当皓龙6000在内存与I/O带宽方面追上英特尔之后，也就极大的提升竞争实力。

在下文的分析中，我们假定两者的核心性能基本一致，并以一个单一核心基准单位进行分析，我们称之为基准核心。

从物理核心数量来看，皓龙6000无疑是占优势的，不过英特尔也有超线程（HT）来助阵。根据英特尔官方数据，HT最高可以提升30%的性能，另外24MB的三级缓存增色不少，不过相对于至强5500/5600，45nm工艺的至强7500的主频肯定下降，所以里外相抵，那么至强7500在同等TDP（热设计功耗）限制下，大概就相当于近10个的基准核心的水平，但是至强5600近似于8个基准核心的性能肯定不会是皓龙6000的对手，毕竟内存与I/O带宽就差出一截。不过，皓龙6000也有自己的软肋，那就是其为了追求核心数量而采取的妥协设计限制了其最佳性能的发挥。

皓龙6000的芯片设计，并非原生12核心，而是通过MCM将两个6核心的处理器DIE来合成一个12核心的CPU。

皓龙6000并非是原生的12核心设计，即在同一块晶圆上生成12核心，而是通过两个具有完整CPU功能的6核心DIE通过HyperTransport总线进行连接，再采用多芯片模组(MCM，Multi Chip Module）技术封装成一个CPU，从技术规格上看，组成皓龙6000的两个DIE似乎是伊斯坦布尔的增加版，即内存规格从DDR2提升至DDR3，而HT总线的速率则提升至6.4GT/s。这里就有了一个问题，因为每个6核心的DIE是一个完整的CPU，所以在I/O与内存访问方面，都要涉及到内部的HT连接，比如上图中，在同一颗CPU中的P0与P1两个DIE，如果P0想访问P1所控制的内存，就要通过内部的cHT总线（缓存相关HT总线，在皓龙6000中，有一个16x和一个8x的cHT负责两个DIE之间的沟通）进行访问，效率上肯定不如原生12核心的统一控制。在一颗CPU内部即是如此，那么在双路及多路平台上，就可以想象了。因此一颗皓龙6000就相当于是双路的皓龙4000平台，内存访问效率也将比单颗皓龙4000的效率低一些。

皓龙6000的双路与4路系统架构图

事实上，皓龙6000在双路平台上的内存访问效率（注意，是效率，不是带宽）其实是与4路平台相当的，因为它要为每个DIE之间都建立起直连，如果只看DIE之间的连接，明显就是一个4路服务器的架构。而4路皓龙6000平台就已经将皓龙6000处理器的HT总线全部占满，所以这也是皓龙6000不再有8路设计的原因。而AMD也给出了交错内存带宽（XFIRE BW）的数据，基本上是理论内存带宽的85%。

另外，皓龙6000的L3缓存也因为是两块伊斯坦布尔增版的结合体，而只能达到12MB，这个数值与至强5600一样，是至强7500的一半，不过12核心皓龙6000的L1+L2缓存的容量为7.5MB，而8核心至强7500为2.5MB，6核心至强5600为1.875MB，因而从缓存的总容量上看，皓龙6000达到了19.5MB，与至强7500的差距缩小到7MB，而领先至强5600 6M左右。再有就是，由于TDP（热设计功耗）的限制，仍然采用与伊斯坦布尔相同的45nm工艺的皓龙6000，在将核心数量提高到12个的同时，运行频率肯定会下降，据目前了解到的情况，大概是伊斯坦布尔的85%左右。所以在同等TDP之下，笔者估计皓龙6000实际的性能也基本在10个基准核心左右，这样一来，可以看出皓龙6000的核心数量优势并没有得到最大化的体现。

综合分析下来，笔者认为，皓龙6000的性能将与Nehalem-EX有一拼，不会再呈现出“伊斯坦布尔”、“上海”面对至强5500时毫无还手之力的局面，在测试成绩上应该互有胜负。而且从最近法国HPC厂商Bull所透露出来的一份资料中，我们发现Nehalem-EX的内存带宽似乎并不是我们之前介绍的DDR3-1333，而是下降到了1066MHz，如果真是这样的话，那么Nehalem-EX的性能反而会受到皓龙6000的的冲击。

法国HPC厂商Bull在11月发布的资料显示，Nehalem-EX的内存速率有所降低

在整体平台上，皓龙6000在成本上可能也会占有一定的优势，这是因为Nehalem-EX平台由于在内存控制方面加入了SMB（Scalable Memory Buffer，可缩放内存缓冲）设计，所以每个CPU要配4个SMB芯片，对于4路平台就是16颗SMB芯片，这对于主板设计和总体成本来说都是一个考验。

但是，除了性能和成本之外，Nehalem-EX平台的一大特性不容忽视，而这对于多路服务器市场也非常重要，那就是更高的RAS（Reliability, Availability and Serviceability ）特性，即俗称的高可靠、高可用与高适用性。这在本站早前的文章《Nehalem-EX：1TB内存+大型主机级的可靠性》中已有详细的讲述，这也是英特尔敢于打出x86迈向关键业务（MC，Mission Critical）以及RISC平台（如Power与SPARC）替换市场口号的原因，可以说Nehalem-EX在RAS方面的确是x86处理器的表率，也是皓龙6000所不能比拟的。虽然Nehalem-EX可能不会在2010年迅速的引起传统UNIX客户的注意，但对于那些有Mission Critical应用需求的x86用户来说，显然放在Nehalem-EX运行会更放心。

另外，6核心的Nehalem-EX很可能会是一匹黑马，这个专门为保证CPU核心效率的简化版，由于核心数量减少，所以主频很可能会更高，相对于8核心的Nehalem-EX相信会在某些HPC以及需要高带宽的企业应用中会有更好的表现（尤其再配合高I/O的外围配件），而且成本更低。同样，与之对应的8核心皓龙6000也将在这类应用中有很好的表现，不过由于每核心的平均内存与I/O带宽低于6核心Nehalem-EX，所以两者的表现也将是互有胜负。

至于至强5600，可以预计它不会是皓龙6000的对手，即使是8核心的皓龙6000。虽然它与至强6500一样是6核心，但由于内存与I/O设计与至强5500相同，所以性能提升应该比较有限。而对于皓龙4000，也当然不是至强5600的对手，，I/O带宽虽然相同，可它内存带宽只用至强5600的66%，L3缓存也更小，所以总体性能将不占优势。但我们已经说过，AMD给皓龙4000定的基调不是比拼性能，而是性价比。由于其平台总体成本会较至强5600更低，因而将有可能争取到更多的关注性价比，而对性能要求不高的客户，上文也提到，如果AMD的市场宣传得当，这也许会是一个不可轻视的新兴市场。但可惜的是，皓龙4000要到第二季度才开始上市（笔者猜想是要先紧着皓龙6000的生产了，毕竟一颗皓龙6000就需要两个6核心的DIE嘛），因此它的效果还不能断言。另一方面，Nehalem平台的设计也很灵活，OEM厂商也完全可以设计出更低成本的至强5600服务器，而至强5500在这方面也可以发挥一定的余热。

总结：双路市场的激烈博弈将成为最大看点