英特尔公布怪兽级15核心至强芯片

ZDNet至顶网服务器频道 02月20日 编译：长久以来，英特尔在x86服务器市场上一直占据着统治者地位。于2011年四月发布的至强E7“Westmere-EX”如今终于体面地向用户谢幕，走完自己光辉灿烂的一生。接过传承火炬的是英特尔“Ivy Bridge-EX”方案，芯片巨头为其选择了颇为直白的名称——至强E7 v2。在万众期待之下，这款天之骄子缓步向我们走来。

 
请大家在这块至强E7 v2芯片上仔细数数计算核心数量——发现什么奇怪的现象了吗？

由于Westmere-EX至强E7芯片自诞生至今已经过去了漫长的岁月，我们似乎有理由相信其下一代产品应该是“Sandy Bridge-EX”至强系列。而且Sandy Bridge采用的“tock”微架构也完全符合英特尔一贯坚持的“一代tick、一代tock”轮换习惯。由于Westmere-EX属于“tick”架构升级，Sandy Bridge简直没有不上位的理由。

然而这一切并没有如预期般发展。2012年九月，英特尔公司在接受采访时表示将跳过采用32纳米工艺、基于“Sandy Bridge”微架构的至强E7 v2处理器作为迭代版本。相反，芯片巨头计划利用同一套基础微架构配合22纳米制造工艺，推出三栅极Ivy-Bridge处理技术。

英特尔方面指出，这一代“Ivy Bridge-EX”至强将在去年第四季度正式与用户见面。他们最终食言了——不过现在新产品终于亮相，而且整个系列将包含三款规格：双插槽E7-2800、四插槽E7-4800以及八插槽（大家猜得没错）E7-8800。

根据我们从英特尔公司性能营销发言人Frank Jensen那里得到的消息，新一代至强E7 v2系列将用卓越的品质证明等待是值得的。与前代产品相比，E7 v2的平均性能表现提升了两倍。请注意，Jensen说的并不是“提升到两倍”、而是“提升了两倍”。关于提升幅度，他指的是新一代顶级四插槽至强E7-4890 v2与前代顶级型号至强E7-2870之间的基准测试成绩对比。

节约开销

在我们进一步讨论这款新型芯片的细节信息之前，首先要强调一点：请大家不要因为一时冲动而着手采购。在我们上个月介绍新系列处理器即将发售的消息时，价格最高的15核心至强E7 v2号称将以6841美元的诱人数字进行销售。然而到下周二实现摆上货架时，其具体价格可能会有所变动——虽然只是可能，但请大家别拿真金白银开玩笑。

英特尔的顶级E7 v2至强处理器在价格上相当于20块主频为3.5GHz的四核心酷睿i7-4770k

眼尖的读者朋友可能以为我们在撰稿过程中弄错了数字。这里要强调一句，数字没错，E7 v2的最高计算核心数量为15个——这对于核心数量来说确实有些奇怪——芯片上核心共分三列排布、每列五个（预Turbo），时钟速率则在2.2GHz到2.8GHz之间。

其中每一个核心都与最高2.5MB的末级高速缓存（简称LLC）进行协同定位；因此通过简单的算术，我们就能了解到15核心至强E7 v2的总体最大LLC可达37.5MB。

15个核心，不存在闲置等待

然而，尽管这些缓存可能看起来只能与其邻近核心相关联，但实际情况却并不受这样的限制——它们构成了一个完整的统一体。全部LLC由三环总线进行共享，各个总线同步核心的时钟速率并负责不同核心之间的信息传递。

总体而言，LLC系统能为每一个插槽带来最高约450GB每秒的传输带宽。这样的成绩还算不错。

英特尔声称这套通信体系的平均延迟约为15.5纳秒；英特尔公司首席工程师Irma Esmer则在接受采访时稍微调整了一下结论数字，称延迟范围在2.8GHz主频状态下为11纳秒到20纳秒之间。

最高37.5MB的LLC由英特尔至强E7 v2系列处理器上的最多15个核心共享

对于15核心、37.5MB LLC以及运行在基础核心时钟速率2.8GHz状态下的至强E7 v2而言，其热设计功耗为155瓦。此外，英特尔还提供大量其它选项，其中包括15核心、时钟速率为2.2GHz时功耗仅为105W；另一款面向高性能计算任务的版本只拥有12个计算核心，但基础时钟速率达到3.0GHz、功耗也上升至130瓦。

双插槽、四插槽、八插槽……或者更多

除了将全新至强E7 v2接入双插槽、四插槽乃至八插槽服务器之外，OEM厂商也可以通过添加额外节点控制器的方式让E7 v2与八插槽以上服务器相对接。英特尔的QPI互连技术能够帮助OEM厂商实现八插槽无缝连接，但超出这一范围之外的结构就需要OEM厂商自己想办法了。

在插槽数量超过八个的设备上，OEM厂商必须自己添加节点控制器

至强E7 v2系列还采用了全新JordanCreek内存扩展缓冲芯片方案，从而实现了双模式内存机制。这项技术能够支持两条下一代可扩展内存互连通道（简称SMI Gen2），每一条都能容纳三DIMM——高于上代产品的双DIMM容纳能力——因此能够最高支持每通道六DIMM。

每个插槽可以接入四JordanCreek方案，这就意味着单插槽当中能够包含八DDR3通道以及惊人的二十四DIMM。为了处理如此庞大的内存规模，这些通道采用八字节带宽，Esmer解释道，这就使整体传输能力达到了每秒2.667GT（即giga-transfers per second）。

15核心的正常运作需要大量DDR3以及SMI Gen2为其提供支持

但这还不是最让人赞叹的部分。最酷的要数JordanCreek SMI Gen2提供的双模式特性。它能够在英特尔所谓“锁步模式（即Lockstep Mode）”下运作，在这种情况下其运行速率与内存总线保持1：1关系，而最高频率可达到1600MHz。而在新的“性能模式（即Performance Mode）”——也被称作“独立通道模式”或者“二合一模式”下——它能够如我们在之前的文章中所提到、将主频由1333MHz DDR3倍增至2667MHz。

说到这里，大家可能已经想到了——锁步模式是专门面向那些细节严谨、锱铢必较的业务流程服务的（例如金融交易）；而一路狂奔的性能模式由于容易丢三落四，所以更适合应对经常出现性能需求峰值的环境。在BIOS设置当中，英特尔将性能模式设定成了默认状态。

用锁步办业务、用性能搞狂欢

性能模式还拥有另一大优势：该模式所使用的1333MHz DIMM通常比锁步模式下使用的1600MHz DIMM成本更低——不过正如Esmer所指出，“有能力购买这套方案的用户可能已经不在乎再在DIMM身上多花点钱了”。

那么这些SMI Gen2内存到底带来了多大的效率提升？作为一位血统纯正的工程技术而非营销人士，Esmer对强化效果作出了这样的总结：“带宽的增加是巨大的。”

什么样的情况下三会大于四？

正如我们之前所提到，至强E7 v2处理器需要通过QPI与其它插槽相连接——QPI是指英特尔QuickPath Interconnect。上一代Westmere处理器拥有四条此类连接，但新的Ivy Bridge却只剩下了三条。“但三条已经足够了，”Esmer指出，“因为我们对IO进行了合并。”

谈到QPI连接，至一代至强所采用的通道机制非常符合密斯·凡德罗的理念——先定下终极目标，再讨论解决方案

插槽与插槽之间的传输凭借三条QPI连接实现，最大为8GT每秒——比前代至强Westmere的6.4GT每秒高出25%——不过实际速度表现可能受到兼容性的影响，Esmer表示。

在谈到集成IO时，Esmer指出每个插槽包含32个PCIe 3.0（即Gen3）通道外加四条DMI Gen2连接。此次采用的32 PCIe通道设计与英特尔的E5 v2中40通道相比有所下降，说到这里她的态度也非常坦诚。“我不知道为什么我们选择了32通道，”她指出，并承认一部分客户在了解到数量下降后要求英特尔对通道进行添加。

“我认为我们不太可能对已经经过讨论的方案作出变动。基本上，这样的设计并不是受到技术问题的限制。我们完全可以采用40通道——只是没有这样做。”

其实这样的要求有些挑剔了——毕竟每个插槽32通道已经足以应付绝大部分应用程序——集成IO还有更多更值得关注的内容。以延迟改进为例：在Westmere芯片方面，闲置延迟为395纳秒，但新一代产品的闲置延迟仅为290纳秒——提升幅度高达34%。

为什么把40个PCIe通道缩减为32个？不知道……

总体而言，Esmer表示至强E7 v2芯片上的IO集成设计能够将四插槽系统IO水准由Westmere时代双IO hub时代提升3.7到3.9倍。她同时举例称，如果Westmere系统拥有64个PCIe Gen2通道，而Ivy Bridge至强E7 v2则拥有128个PCIe Gen3通道，那么尽管实际提升幅度接近四倍、仍然很难给用户带来惊喜——毕竟通道数量的增加必然能够拉高带宽水平。