E5平台：PCIe3直通效率高，集成SAS不足惧

摘要：除了CPU自身性能的继续提升，至强E5-2600的另一大进步是集成了PCI Express 3.0，有助于改善I/O的效率，使整个系统的发展更加均衡。同样是集成，C600芯片组提供的SAS不尽人意，有点“鸡肋”的味道。

内容：

• CPU集成PCIe 3.0的意义；

• C600集成的SAS令人失望；

• 8个新款SSD飙性能；

• 另类PCIe 3.0扩展卡抢鲜看。

注意：E5集成PCIe 3.0对SSD是一大利好，C600集成的SAS给硬盘用还凑合。

水涨船高，E5集成PCIe 3.0

过去几年间，英特尔至强（Xeon）系列处理器的发展可以说是突飞猛进，生产工艺和微架构交替进步的“钟摆”（Tick-Tock）战略，使得每一代产品都能从内核数量和单内核性能的提升中获益，而公认进步最大的则非2009年初推出基于45nm工艺和Nehalem-EP微架构的至强5500/3500系列莫属。

前英特尔公司资深副总裁兼CTO、现EMC信息基础架构产品事业部总裁兼COO Pat Gelsinger去年在EMC World 2011上主题演讲，专门有一页提及Intel高端至强处理器的性能提升幅度，而主流的至强5000/E5产品线也不遑多让

三年时间转眼过去，“钟摆”也摆动了一个完整的周期——工艺从45nm提高到32nm，微架构亦从Nehalem演进至Sandy Bridge（SNB）。与代号Westmere的至强5600相比，同样采用32nm工艺的至强E5-2600系列内核数量、内存带宽（通道和频率）到用于处理器间互连的QPI有33%到100%的提升，无论CPU本地的处理能力，还是双路CPU之间的通信互联，都得到了巨大的改善。

与至强5600系列相比，至强E5-2600（Romley EP）平台每CPU的DDR3内存通道从3个增至4个，频率也从1333MHz提升到1600MHz，更重要的是CPU直接提供PCIe 3.0的连接能力，而2个QPI全部用于CPU之间的互连

但是，仅仅CPU-内存子系统的性能飙升是不够的，如果外联的通道不畅，就像“茶壶里倒饺子”，再强劲的性能也要大打折扣。特别是在格外注重横向扩展（Scale-out）能力的云时代，整个计算平台对外连接的带宽和响应速度需要提升到一个新的水平。

Intel 5520 IOH的使用场景之一：2个QPI分别连接到2个至强5600处理器上，提供36个PCIe 2.0线路

至强5600处理器通过1个QPI连接5520 IOH，提供36或72个PCI Express（PCIe）2.0线路（lane）。至强E5-2600则是每处理器提供40个PCIe 3.0线路，双处理器配置可达80个。虽然与PCIe 2.0相比，PCIe 3.0的传输率只是从5GT/s提高到了8GT/s，但由于采用了更为高效的编码方式，实际带宽接近倍增的效果，所以至强E5-2600的PCIe带宽比至强5600提高了一倍有余。并且，因为PCIe 3.0直接挂接在处理器上，省去了QPI和IOH的中间环节，I/O通路缩短的结果是响应时间的下降，有利于改善传输的延迟。

Intel 5520 IOH的使用场景之二：2个至强5600处理器各自用1个QPI接到1个5520，2个5520之间也通过1个QPI互连，共提供72个PCIe 2.0线路

不难看出，如果说Nehalem-EP微架构将内存控制器（MCH）集成到了CPU中，那么Romley-EP则进一步在CPU中集成了I/O控制器（IOH）的功能，英特尔称之为IIO（Integrated I/O），辅之以Intel DDIO（Data Direct I/O），可以进一步缩短传输的延迟。

40个PCIe 3.0线路可以4个或8个为单位自由组合成不同的端口，其中端口3a（x4或x8）可配置为NTB（非透明桥）

高速的设备如PCIe闪存卡、千兆/万兆网卡、存储HBA等直接连接到至强E5-2600处理器上，而像USB、SATA、PCI等相对低速的设备，则通过代号为Patsburg的C600平台控制集线器（PCH）连接，如本页第一张图的左下角所示。从这一点来说，C600与连接到5520 IOH上的ICH9/10颇有相似之处，但有一处看起来很强悍的升级——集成8端口的SAS（Serial Attached SCSI）及软RAID 5选项。

C600芯片和它支持的2个6Gb/s SATA接口、8个SAS接口（2个x4的SFF-8087内部连接器）

本文接下来的部分，就将通过测试，为您呈现IIO在延迟上的一些优势，和C600集成SAS的真实性能。