AMD Istanbul处理器给IT带来升级好处

AMD的Istanbul六核45nm处理器已经准备就绪了（官方发布时间为今年下半年）。

Istanbul是四核Shanghai的即用型替代产品，也就是说现有的AMD服务器每平方英尺、每BTU、每分贝和每千瓦的工作负载能力将提升50%。

Istanbul将会立即获得高性能计算集群、科学技术、研究、娱乐和高端企业的青睐，这些板块需要一个成本可接受、安全、可扩展和不会过时的架构。在目前的环境下，更紧缺的IT预算必须谨慎分配。

Istanbul在一个机架内的48核提供了可扩展性、兼容性和高效性的特性。所有Opeteron处理器都是基于这种理念，所以一个48核8路的系统设计要比24核4路服务器更加复杂。这给IT部门带来了更大的压力：更少的部件意味着更低的采购成本、新系统更高的可用性、故障几率的降低以及库存部件成本的降低。大多数要求苛刻的服务器用户需要是一个用于IT评估标准的模板。如果成本随着服务器容量增长的话，那么企业机构的规模就没有太大关系了。

在IT方面，Istanbul最有可能被应用于二路和四路机架服务器和工作站中。笔者认为，Istanbul最适合被用于四路服务器，在这种服务器中，Opeteron系统设计创新变得非常价值。例如，升级的HyperTransport 3总线甚至可以在8路服务器中提供大量的活动空间。

HyperTransport是每台Opeteron服务器的“神经系统”，所有处理器之间的通信和周期性传输都要经过HyperTransport总线。每个处理器上的多个HyperTransport总线控制器创建了处理器之间的直连通信，这在NUMA架构下是非常重要的，因为这种架构中每个处理器都有自己的RAM。HyperTransport 3的处理器总线带宽提高了几倍，而且承担了处理器内核之间的传输，因此只需要很少的额外成本就可以满足其他处理器内存的请求。自从2003年第一个Opeteron产品问世以来，HyperTransport就根据已经公布的相关规范部署了HyperTransport。HyperTransport 3不仅仅在速度方面有所提升，而且还加强了可扩展性和能源利用率控制。

实现了处理器之间的直连，AMD还尝试通过其他途径提高基础架构速度和大幅降低总线传输量。笔者认为，Istanbul中最吸引人的特性就是所谓的HT Assist。Istanbul处理器的每个内核又有两个层级的缓存，另外还有一个被处理器中所有内核共享的缓存。采用缓存的目的就是为了避免同时请求访问相同数据时向速度相对较慢的RAM进行传输。这时候多处理器系统就出现问题了，在这系统中，所有处理器都可以变更系统内存中的任何数据。有可能处理器A可以变更保存在处理器B缓存中搞的数据，处理器B无法知道这一变更行为，所以最终导致存储处理器B缓存中读取到无效数据。

在Opeteron系统中，很多处理器合作完成读取，确保所有处理器缓存中数据的有效性。因为AMD的HyperTransport总线的速度很快，所以这种持续缓存检测的开销是很微小的。但是缓存检测传输会随着系统内核数的增加而增加。一个运行6核Instanbul的8路系统必须对48、96或者144个内核进行检测，检测的内核数取决于你如何计算缓存。Istanbul的HT Assist利用最新添加的三级缓存，在一个特定的处理器中保留所有内核缓存中保存数据的映射。

笔者无法估算HT Assist在双处理器系统中应用所能带来的性能影响。HyperTransport总线的速度很快，一个内存容量为16GB的二路系统可能会忽略掉HT Assist。而且，有着大容量内存和高工作负载的4路和8路Istanbul服务器会在内存性能方面有大幅提升，整体吞吐量也有所提高。如果HT Assist起作用的话，吞吐量的增加将超过内核数增加50%的预期水平。有些情况下，例如操作系统将空闲内存作为磁盘缓存或者为了加速而创建RAN磁盘，HT Assist对Istanbul来说将是如虎添翼。

随着内核数增加，另外一个会变得更复杂的因素就是参数监控和内核控制，尤其是能源控制。新总线由运行微代码的命令引擎管理，简化对常用请求系统信息（例如热能感应器和处理器能源状况）的读取，针对功率封顶这样的技术提供一种标准的命令转化方法。

Istanbul沿承了Opeteron处理器管理节能的传统，采用比Windows中更精确的机制。这是因为Windows只能呈系统负载的宏观情况，而每个Opeteron处理器可以精确了解每个内核的工作量。为了让硬件管理节能技术奏效，你需要进入到Windows能源设置中，选择“最低能源管理”，其他后推出的台式机型号也是一样，尤其是那些基于Phenom II处理器的硬件，都有很强大的能源管理功能。

最新的绿色Istanbul服务器将基于HE CPU，功耗仅为每个处理器55瓦，不过降低主频来达到55瓦的低功耗并不会像你想象的那样严重影响性能。Opeteron提供了不同层级的功率，你可以通过购买零售的处理器并且自行安装来升级或者降级AMDOpeteronCPU。

将8核Shanghai升级到12核Istanbul服务器的成本并不高，而且不需要迁移数据、增加线缆或者经历所谓的“叉车式升级”，这就是我们从高性能计算和科研机构那里学到的关键一课。既然可以购买新的CPU，为什么还要购买新的服务器呢？