消除虚拟机IO瓶颈 仰仗核“芯”技术

ZDNet至顶网服务器频道 9月14日 评论（文/Uma）：在IT技术日新月异的今天，由于虚拟化在资金节省和IT效率提高上的优势越发明显，很多企业也开始部署虚拟化平台。不过如大家所知，虚拟化技术对服务器的内存和I/O能力要求很高，在内存不够用或者I/O跟不上的情况下，即使处理器的运算性能很强，服务器仍无法充分发挥多台虚拟机的效能，因此内存和I/O往往是虚拟化的瓶颈。凭借其强大的虚拟化性能表现和内存支持，英特尔至强5600和至强E7处理器突破了这两项“短板”，为日益增长的虚拟化应用提供了技术保障。

内存支持助力虚拟化应用

虚拟化能够整合多个系统的重要条件之一，就是要有足够大的内存，因为虚拟层会随时搜集位于内存中的虚拟机的配置信息。当虚拟机数量和配置信息增加时，为提供横向扩展，虚拟主机急需大容量内存。通过利用可扩展内存缓冲器连接的标准的DDR3内存组件，英特尔至强处理器每个插座可支持更多的DIMMs。内存容量的显著增加使IT组织能够托管大型数据库和其它数据密集型应用。而且内存容量的增加还有助于提高整合比，从而最大限度地提升虚拟化的成本优势。

在至强5600中，英特尔一方面将L3（三级）缓存由上一代的8MB增加到了12MB，进一步降低了内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能; 另一方面，英特尔对于整个双路服务器平台的I/O方面也进行了配套改进，如采用10GbE万兆以太网技术、SSD固态硬盘技术等。在目前处理器核心越来越多、性能越来越强的情况下，大部分服务器系统却仍然局限在1Gb的网络带宽，性能无法得到充分的发挥，如果使用10GbE技术，系统的IO瓶颈有望得到解决。

VMmark虚拟化性能测试结果

从VMmark虚拟化性能的测试成绩上看，满配的双路至强5600（至强X5680）可以有效支撑156个虚拟机。

至强5600强大的原始性能与优化的虚拟化技术（拥有PLE功能，能有效降低vCPU的无效等待时间）所带来虚拟化性能的提升，无疑将为IT架构优化、更高端的虚拟化扩展应用提供良好的虚拟化基础平台。

而于近期打破了14项性能记录的至强E7系列处理器则通过大容量缓存、更高内存带宽、以及更大容量的内存，进一步提升了至强平台的虚拟化性能。其将最大处理核心数量从8核（16线程）增加到了10核（20线程），并且提升三级缓存容量至30MB，所支持内存容量最大可达2TB。至强E7系列处理器可支持32GB内存条，每个服务器最多可支持256个处理器，为虚拟化应用提供了极大的内存扩展空间。

QPI快速互联通道 突破带宽瓶颈

在一个向上扩展的多核系统中，数据存取的层次是CPU、缓存、内存、硬盘，越往外层，I/O越慢。随着CPU的核心数量越多，CPU喂不饱的现象会更加严重，I/O由此成为多核计算之路上最重要的因素之一。

从至强5600开始，英特尔便已引入QPI快速互联通道技术，集成内存控制器，以满足CPU与CPU之间、CPU与内存之间的快速数据传输，QPI传输带宽高达6.4GT/s，以完全取代过去一直制约服务器I/O的前端总线架构。

QPI快速互联通道示意图

QPI技术是在处理器中集成内存控制器的体系架构，主要用于处理器之间和系统组件之间的互联通信（诸如I/O）。该技术具备了高指令解码能力、出色的每瓦性能的优点，又兼具了以前一直欠缺的集成内存控制器高速直连的特性。这大大地改善了未来CPU与CPU、CPU与内存间的带宽瓶颈，将让它们间能实现更短延时的快捷通讯。它抛弃了沿用多年的FSB设计，CPU可直接通过内存控制器访问内存资源。英特尔使用了4+1 QPI互连方式（4针对处理器设计，1针对I/O设计），这样多处理器系统的每个处理器都能直接与物理内存相连，每个处理器之间也能彼此互联来充分利用不同的内存，可让多处理器的等待时间变短（访问延迟可以降低50%以上）。

在高端的处理器系统中，QPI高速互连方式使得处理器之间的峰值带宽可达96GB/s，峰值内存带宽可达34GB/s，这样的带宽足以满足未来CPU与CPU、CPU与芯片组间的数据传输需求。
得益于QPI快速互联通道，基于至强5600和至强E7的服务器大大提高了CPU与内存之间、CPU与CPU之间以及节点之间的数据传输速率，降低延迟，从而实现了快速的I/O。

展望未来，传统IT架构正在向虚拟化转型，而且也有越来越多的核心应用构建于虚拟化技术之上。至强5600和至强E7的出现，将企业级x86服务器的性能、高可用都提升到了一个新的层次。它们通过虚拟化技术对各类应用进行整合，从而构建一个安全可靠、灵活扩展的虚拟化环境。