英特尔与AMD：企业计算之两虎相争2010

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。