中小企业怎么买双核服务器（上）

    ZDNetChina服务器站 服务器芯片/组件技巧  “到2007年，发货的大多数处理器将配备两个内核。”Gartner的分析师Martin Reynolds说，“双内核芯片带来了自推出386处理器以后最大的性能提升，不过开发人员和用户必须对软件进行测试和调整，才能享受双核处理器所带来的好处。”

　　Reynolds指出，对于某些应用，双核处理器的性能最多将比同样速度的单核处理器的性能高70％，双核芯片非常适合于处理器利用率非常高的应用（如当服务器运行虚拟化软件时）以及像媒体编辑、计算机辅助设计、仿真程序和Adobe Acrobat等桌面应用程序。

　　“核”倍增

　　数个处理器内核的更彻底集成产生了温度更低、速度更快、在某些应用中表现出强劲性能提升的产物。多年来，CPU的进步是完全可预测的：一代又一代的半导体技术为我们在越来越薄的硅片上提供越来越大、功能越来越强、时钟速度越来越快的处理器。这些更小、更快的晶体管还消耗更少的电能。

　　然而，这时出现了一个问题。随着运行电压的降低，大量的电流开始渗漏，结果产生很高的热量，因而需要更多的注意处理器冷却问题并限制了潜在的速度提高――可以将这种现象视为一种热障。

　　为了突破这一障碍，处理器制造商开始采取一项新战略，将两个或更多的完整的、独立的处理器内核安装在一个芯片上。这种多内核处理器直接插在主板上的一个插座中，操作系统将每一个执行内核视为一个可以独立控制的逻辑处理器。拥有两个独立的CPU核，可以让每个CPU核以较低的速度运行，因此降低了温度，并且在大多数情况下，还提高了计算机的总体吞吐量。

　　速度突破――从一个角度看，多内核只是多年来我们所采用的两个或更多标准CPU的“n路”服务器设计思想的延伸，我们只是使芯片的封装变得更小、集成得更彻底。但是，实际上，这种多内核战略代表着处理器架构的重大变化，这一变化将迅速席卷计算行业。在一个芯片上集成两个CPU，而不是将它们插入到两个独立的插座上，大大加快了CPU之间的通信速度，减少了等待时间。

　　第一款来自Intel的多内核CPU已经上市。Intel预测，到2006年年底时，多内核处理器将在Intel推出的桌面CPU中占40％，占移动CPU的70％，在服务器处理器中占到令人吃惊的85％。包括AMD、Sun和IBM都在多内核处理器上押下了巨额赌注。

　　除了运行起来温度更低、速度更快外，多内核处理器尤其适合于具有可以被划分为独立的线程、可以并行执行操作的任务。在双内核处理器上，可以利用多个线程的软件，如数据库查询和绘制图形，运行速度比运行在单核芯片上几乎快100％。但是，很多以线性方式处理的应用程序将享受不到多少好处。

　　数条线程的未来芯片――现在芯片制造商已经在开发内核数量超过两个的芯片设计。就在前几个月，Raza Microelectronics公司开始推出XLR处理器产品线。XLR处理器最多内含8个运行速度最高为1.5GHz的内核，每个处理内核支持4条线程，总共支持有32条线程。据该公司介绍，这种产品系列定位于融合网络和计算应用。XLR处理器将于今年年底出现在制造商的设备中。

　　Sun用于高端服务器的90纳米UltraSPARC IV芯片将于明年推出。有报道说，这款代号为Niagara的处理器也支持8个内核，每个内核可处理4条线程。

　　同时，随着业界向65纳米制造工艺升级，更多的晶体管将集成在尺寸保持不变的硅片上。Intel业务客户部产品营销经理Jeff Austin解释说：“以略低的频率和电压运行它们，使配备4个或更多内核的芯片可以在不显著增加功率上限的条件下运行。”Intel的第一款用于多路服务器的65纳米处理器系列Tukwila处理器将内含4个或更多的内核，预定于2007年左右推出。Austin说，Intel将在2008年到2010 年推出利用并行执行内核或对称多线程内核最多支持8条线程的单处理器。

　　Austin说：“在今后10年里，我们将看到一个处理器中的几十个到几百个内核（包括专用和非对称内核），提供数百和数千个能够并行执行的线程。”

　　“核”实践

　　推动多内核运动发展的是以尽可能高的功率效率实现更高的性能要求。提供多内核软件开发与管理工具的PolyCore Software的CEO

　　Sven Behmer说，在手机和移动计算机中，这意味着“能够真正快地运行更复杂的应用，同时不耗尽电池电源。”

　　Intel 的Austin说，在桌面系统上，运行病毒扫描和其他以后台模式运行的大型程序，同时保持快速的前台响应时间的需求在推动性能需求激增。他说：“游戏可以利用更高程度的并行性和线程技术……利用人工智能替代预先定义的动作，计算当你与机器人对抗时出现的情况，或计算当你穿窗而出时玻璃是如何破碎的。”

　　在服务器方面，Intel也认为多内核有益于推动企业向数据中心整合发展的趋势。在虚拟计算环境中，可以将多个软件环境合并到更少的机器上，将任务分布到不同的虚拟服务器上。

　　多内核系统提供了获得性能优势的创新，但也影响到已有的软件部署和开发人员技能。例如，休斯顿某大学高性能软件研究中心主任Ken Kennedy指出：“如果应用程序想在这种处理器上提升性能的话，很多的应用程序必须并行化。”

　　但是，开发工作面临一些挑战。大多数操作系统是设计用于运行在单核处理器上的。Behmer说，并行多处理技术在操作系统处理负载均衡任务上比较简单，但是非对称多处理将把任务分配到多个线程上的工作留给开发人员。

　　出现在市场上的处理器数量越来越多―包括硬件加速器、数字信号处理器、过滤器和其他专用部件，因此，Behmer预测内存以及用于尽可能高效率在处理器之间传送数据的连接子系统的重要性将会增加。

　　已有的产品―Intel第一款双内核芯片，即运行速度为3.2 GHz的奔腾至尊版840处理器，于今年4月18日上市销售。据Intel发言人说，他们有15个以上的多内核项目正在开发中。

　　在企业市场方面，Intel计划在年底前推出一款双内核64位Itanium 2处理器，代号为Montecito，采用90纳米制造技术。这款下一代芯片将包含数量超过17亿的晶体管和24MB高速缓存。2006年第一季度， Intel打算提供两款优化的64位至强双内核处理器。　

　　AMD的第一批多内核产品Opteron系列在一个芯片上集成两个CPU内核，每个内核采用独立的1级和2级缓存分级结构，两个CPU内核共享AMD在其单核Opteron处理器中使用的同样的集成内存控制器和 HyperTransport技术资源。如果BIOS进行升级的话，双内核AMD Opteron处理器可以插在已有的940针插座中。AMD在4月21日宣布推出其第一批双内核服务器和工作站产品。

　　Sun自2003年起就一直态度认真地大谈多内核处理器。今年晚些时候，Sun将推出下一代UltraSPARC IV 处理器。这种代号为Niagara、设计用于网络密集型任务的新型处理器可能在一块芯片上最多集成8个CPU内核。UltraSPARC路线图上的下一款产品是Rock系列，据Sun的相关负责人David Yen说，Rock系统是为像数据库、ERP系统和加密等需要大量计算的任务量身定制的。　

　　IBM 去年推出的64位Power5处理器集成了两个处理器内核，每个内核具有独立的1级缓存（64KB指令缓存，32KB数据缓存），但共享片上2级缓存（1.875MB）和片外3级缓存（一般为36MB）。这款处理器主要用于IBM自己的运行AIX和Linux操作系统的服务器系列。IBM还与Sony 和Toshiba合作，进行一项完全独立的多内核处理器（Cell微处理器）项目。设计用于计算密集型工作负载和宽带多媒体应用的Cell处理器包含1个 64位Power处理器内核，这个Power内核与8个可执行浮点处理的数字信号协处理内核连接在一起。Cell的多内核架构和高速通信功能设计用于同时支持多个操作系统。