AMD巴塞罗那：真四核改变游戏规则

    ZDNetChina服务器站 9月9日服务器组件/芯片分析 2003年，AMD公司历史性地推出集成内存控制器的的皓龙（Opteron）系列服务器处理器，改变了x86服务器处理器市场上英特尔一家独大的局面，迅速从几乎为零到占据了20％多的市场份额；而将在9月10日面世的“巴塞罗那”四核处理器，将再次改变x86服务器市场上的游戏规则。AMD对此信心十足，并认为巴塞罗那对行业的影响会比AMD原来预期的更大。先不论巴塞罗那是否影响到了整个行业，但它起码影响到了英特尔：对巴塞罗那，英特尔如临大敌，将原定9月11日发布的四核四路至强7300匆忙改到了9月6日，这也从一个侧面证实了巴塞罗那的分量。

    实际上，全球服务器市场对x86服务器处理器的认可度都在不断提升，需求也在不断加大。从各种第三方的数据可以看出，近几年以来，x86服务器市场在不断扩大，而传统的RISC服务器市场则是稳中有降。随着x86服务器在性能上的不断提升，例如虚拟化技术也在x86平台上逐渐成熟，这些都加强了x86服务器在企业IT基础架构当中的地位。x86服务器不再是以往仅能胜任文件服务器、Web服务器的低档产品，甚至已经进入了企业的关键应用。相应地，AMD的巴塞罗那处理器由于在性能、虚拟化、投资保护以及能耗等四个方面的优势，更令用户期待。

真四核带来超强性能

    与竞争对手的处理器相比，巴塞罗那处理器沿用了带来成功的直连架构，使内存带宽可达传统“前端总线+北桥”架构的两倍多，内存响应时延仅为传统架构的一半。同时，由于集成了DDR2内存控制器，也使内存延迟达到最低。不仅如此，直连架构也使皓龙处理器有了更好的升级扩展能力，I/O带宽、内存容量能够与处理器数目同步增长，从而搭建一个平衡的系统。作为对比，传统的“前端总线+北桥”的架构在升级了处理器数目之后，就不得不放弃前端总线和内存速度。

    巴塞罗那的内存控制器就采用了双72位总线，内存传输带宽达到了10.7 GB/s，3个HyperTranport传输总线达到了24GB/s的传输速率。根据第三方的数据测试，在两路平台上，真四核皓龙处理器提供的内存带宽比对手的四核处理器内存带宽高124％。不仅如此，巴塞罗那采用了真四核设计，即四个处理器都能够共享缓存，相互之间直接沟通而无需总线，这就极大地提高了巴塞罗那的效率。竞争产品采用了多芯片封装设计(MCM) 来代替真四核的设计，从而受限于前端总线，使处理器的整体效能打了折扣。

    此外，AMD的智能缓存技术也为巴塞罗那增色不少。巴塞罗那设计了三级缓存，其中所有的4个核共享2MB的三级缓存，每个核都有自己的一级、二级缓存。由于一级缓存的容量往往很小，因此在执行应用时经常会用到二级或者更高级的缓存。如果当一个内核运行一个大的工作负载占用了所有的三级缓存并需要访问主内存时，保有一级和二级缓存的其他内核还可以执行更小的应用，也保证了Barcelona处理器能够提供更好的并发能力。作为对比，英特尔的四核处理器是每两个内核共享二级缓存，这就导致一个处理器的大工作负载占用所有的二级缓存且访问主内存时，另一个处理器将处于完全不能工作的状态。

领先的硬件虚拟化设计

    VMware上市后收到投资者的热捧，让EMC收获颇丰，高扬的股价昭示着x86架构上虚拟化技术的广泛应用。根据分析公司的统计，北美地区现在有25％的用户开始采用虚拟化技术，而这个数字将在明年达到70％。因此，提供更好的虚拟化支持对用户有极大的帮助。根据第三方的统计，得益于皓龙处理器的直连架构，早先的双核皓龙在虚拟化性能上就比竞争对手的同档次产品高出很多：在支持20台虚拟机时，皓龙服务器的Web服务提高2倍以上、文件和打印服务性能提高50%以上、功耗降低15%、CPU余量多14%。而在真四核皓龙里，这一优势得到进一步增强。

    在巴塞罗那中，AMD提供了Device Exclusion Vector（DEV）等新技术。DEV技术允许Hypervisor创建保护域，使得设备在未经授权的情况下不能访问内存页面，从而提高虚拟化安全性。AMD还在Barcelona中提供了带标签的 TLB（地址转换后备缓冲器），使虚拟机之间的切换无需每次都刷新TLB，从而提高了虚拟化性能。需要指出的是，TLB是CPU中的一个表，用于存储最近使用的从虚拟到物理内存翻译记录。

   此外，巴塞罗那还提供了快速虚拟索引（Rapid Virtualization Indexing）技术，可以在硬件中完成内存查询，减少Hypervisor对虚拟机的干预，并缩短Hypervisor切换时间。可以说，更好的虚拟化架构为巴塞罗那提供了更好的扩展性、更低的成本，使工作负载增加时，性能同步提升。