英特尔至强E7出手 POWER7胜算几何？

ZDNet至顶网服务器频道 5月13日 评论（文/赵效民）：2011年4月6日，英特尔发布了其第二款基于QPI互联架构的高端x86处理器家族——至强E7（Xeon E7，此前代号Westmere-EX）。回想一年前的3月31日，基于革命性架构的Nehalem-EX（至强7500/6500）的推出，让世人见到了x86在高端应用领域脱胎换骨似的变化，也因此让业界更为关注新一代E7所带来的影响。

如果说在至强7500/6500时代，英特尔对于新的QPI与模块化架构在高端领域的应用还处在摸索阶段的话，那么在E7时代我们可以看到英特尔已经明显的放开手脚。在2010年3月，英特尔只发布了11款Nehalem-EX处理器，而到了今年则18款E7处理器问世，这多出来的7款也代表着英特尔对这一高端市场上x86前途的自信。

至强E7处理器家族一览，比上一代更多的型号也预示着英特尔对它的信心

从总体上说，E7与Nehalem-EX在很多结构上都是一样的，ZDNet在此之前已经也有相当多的这类介绍，因此我们并不打算在此再多说什么。我们可以在此简单的列出E7相对于Nehalem-EX的改进之处：

1、生产工艺从Nehalem-EX的45nm进化至32nm，从而使得在核心数量增加，并主频进一步提高后，功耗仍保持不变

2、处理器核心从Nehalem-EX的最高8个提高至最多10个，同时取消了Nehalem-EX时代4核心的设计，保留了6核心与8核心的设计。另一方面，在编号上E7也明确了双插槽、4插槽、8插槽的概念。目前，E7的型号规格为E7-xhhh(L)，其中x就代表插槽的系统规格，2为双插槽系统、4为4插槽系统、8为8或更高插槽系统，而hhh则是性能指数，理念上数值越大，性能越高，后缀L则代表低功耗

3、由于核心数量的提升，LLC（末级缓存）的最大容量也从24MB提升至30MB，即每个核心仍然是3MB的LLC设计

4、相较Nehalem-EX支持双内存芯片数据纠错（DDDC，Double Device Data Correct）RAS功能（仅对x4芯片模组有效），Nehalem-EX只支持单芯片数据纠错（SDDC）

5、VT-x3实模式寻址与1GB内存页支持的虚拟化技术，让虚拟机在实模式下获得更高的性能，此外基于线程内存供给的的虚拟内存控制结构（VMCS，Virtual Memory Control Structure），从而改善虚拟机的切换潜伏期

6、新的C6节能模式，包括CPU核心与SMI（可扩展内存互联）等unCore组件的功耗控制，它允许核心的功耗与应用线程执行状态做更紧密的关联，比如当系统认识某个线程空闲时，相应的处理核心也将进入C6模式，从而杜绝漏电能耗，而SMI通道在PC6子模式下，当内存芯片处于自刷新时也将进入低功耗状态。因此E7也将具有更佳的节能表现

7、这也是最关键的，综合性能上E7将比Nehalem-EX提升40%

E7处理器的内部架构图与主要的特性

我相信，最后一点是所有关心E7的人最为看重的。在北京E7的发布会上，英特尔架构事业部数据中心事业部关键业务部门营销总监Patrick Buddenbaum举例说，至强E7相比最新的SPARC处理器，至强E7-4800比Sun T5440性能高160%，而系统成本为其50%；比Sun M4000性能高600%，系统成本为其50%。英特尔至强E7-4800相比最新的Power750 Express，性能为其99%，价格仅为其20%。"毫无疑问，基于工业标准的英特尔至强E7服务器是企业客户的最佳替代品。"

这不禁也激起了我的好奇心，很显然英特尔的目标很明确，那就是由RISC系统称霸多年的高端关键业务应用领域。而在一年前，ZDNet曾经对至强7500与当时新发布的IBM POWER7系统进行了一番对比，从当时的比较情况来看，Nehalem-EX相对于POWER7来看，性能上还有一定的差距，那么一年之后，当E7来临之时，双方的对比又将产生怎样的变化呢？下面就让我们再来比较一下，E7是不是真的有那么强悍！

整数与浮点性能 与POWER7互有胜负

在整数性能测试中，我们能明显看出E7相对于至强7500的进步，幅度达42%。这一次4插槽的E7终于战胜了Power 750，不过8插槽系统，E7还不是Power 780的对手（相对于8插槽的7500提升了17%），当然Power 780的CPU已经与Power 750不一样了，最主要的是价格也不可同日而语。

在浮点运算方面，由于每秒可执行4个浮点运算指令，因此POWER7在这方面有得天独厚的优势，虽然E7有10个核心，但4插槽时仍然不是Power 750的对手，不过8插槽时已经明显领先Power 750，不像至强7500时代勉强胜出。与至强7500相比，E7这次提升了近32%（4插槽）和25%（8插槽）。

不过需要指出的是，在企业级关键业务应用中，主要的还是着重于CPU的整数运算能力，下面就看看在一些企业级应用测试中，E7的表现如何？

SAP ERP与Java性能 可与POWER7一较高下

在SAP的S&D 2-tier测试中，4插槽的E7相对于至强7500系统进步了约34%，而8插槽系统则提升了50%，可以看出一个比较明显的进步，而且与POWER7系统相比，4插槽系统已经非常接近，E7系统的得分相当于Power 750的90%，而8插槽的E7已经明显超越了Power 750。当然，与8插槽的Power 780相比，还有较大的差距。

SPEC Java Business Benchmark 2005是一款用Java编写的多线程测试工具，它的评测是模拟一个企业基于若干个仓库为多个客户提供交易服务的环境，以每秒的操作数（BOPS，Business Operations per Second）来评估性能。

在这一测试中，4插槽E7系统已经完胜Power 750，而8插槽的E7也与Power 780相差甚小，已经是后者性能的95%。而相较上一代至强7500，4插槽和8插槽的性能分别提高了34%和30%，进步也是非常明显。

综上所述果从理论上讲，从8核心提升至10核心，如果其他方面的性能有所保障，那么将提升25%的性能，但从E7的多个性能测试表现来看，其相对于至强7500的提升普遍高于25%，这说明自Nehalem架构之后，再到Westmere架构，即使外围的设计不变，仍然有较大的性能冗余度可以挖掘（否则增加的处理器核心必然会产生瓶颈），这也再次证明了革命性的Nehalem架构的先进之处，的确为英特尔处理器后续的发展打下了良好的基础。

回到本文的核心话题——x86在高端市场上与RISC系统的竞争，就上述的性能测试成绩，我想IBM的POWER7肯定会感受到压力了。虽然对于高端用户来讲，性能并不是唯一的追求，但性能的确是一个硬指标，更何况与成本相结合的"性价比"。在我看来，Patrick Buddenbaum所提到的E7-4800系统的性能已经达到Power 750的99%，还是有所保留的。与至强7500相比，E7-4800基本上已经与Power 750平起平坐了，8插槽的E7-8800在某些领域也已经具备与Power780叫板的实力。因此，伴随的E7的推出，POWER7系统接招也将不再轻松，尤其是对于其刚开始大规模推广的低端POWER7系统来说（Power 710/720/730/740），更是一大挑战。而随着x86处理器平台在RAS特性方面不断的加强，我砍在可预计的未来，x86无疑将给RISC平台施加更强大的压力。