从IDF看英特尔服务器平台新趋势(2)

Stoakley双路平台带来了什么？

新一代双路服务器平台Stoakley

     在一场分论坛中，英特尔SPG TME Linh Phan透露了更多关于至强DP处理器和Stoakley平台的细节信息。据了解，新一代双路服务器平台（Stoakley）主要包括以下几个方面的创新：一是支持下一代基于45纳米的四核英特尔至强DP处理器（Harpertown）和下一代双核英特尔至强DP处理器（Wolfdale-DP）；二是双独立前端总线，总线频率由1333MHz提升到了1600MHz；三是支持PCI-E 2.0，以提升IO带宽和可扩展性；四是支持直接I/O的虚拟化技术（Intel VT-d），让IO设备可以直接分配给虚拟机，支持I/OAT2技术；五是在Intel 5400芯片组（代号Seaburg）中集成24MB侦听过滤器和主动通路管理功能，提高CPU和内存间的前端总线效率；六是跟Intel 5000x/v芯片组相比，内存容量提高两倍，最大容量可达128GB FBD；七是进一步增强节能和降低噪音的效果。下表具体列出了Stoakley与上一代Bensley平台的比较情况：

    可见，英特尔希望通过这几方面的创新，让双路平台的计算、内存和I/O更具平衡性，促进虚拟化发展，进一步提高每瓦特性能。值得注意的是，由于SSE4指令集、PCI-E等新特性尤其对图形图像和视频应用更有直接效果，因此，不难理解此番英特尔在IDF上主要强调了下一代平台对工作站的价值。如下图所示，从定位来看，到2008年，针对双路市场可能会存在三个平台，强调工作站应用的Stoakley，针对普通双路服务器的Bensley-VS以及针对嵌入式应用的Cranberry Lake——英特尔再次为用户提供了多样化的选择！ 不过，虽然Stoakley和Bensley会共存一段时间，但相信未来Stoakley平台会取代Bensley平台，否则很多新特性都用不上。

    注意，Cranberry Lake平台定位于服务器级嵌入式应用，支持酷睿架构，跟用户现有的至强平台能够完全兼容，其最大特色可能在于在节能，如支持功耗较低的DDR2内存等，以满足高密度、嵌入式应用环境对低功耗的苛刻要求。

1）从PCI-E 1.0到PCI-E 2.0

    在多核驱动下，CPU的计算能力越来越强，为了保证系统的平衡性，必然要求其它部件的速度也要跟上，如新平台会支持PCI-E 2.0，到2010年还会支持带宽更高的PCI-E 3.0。这特别对于图形图像处理、动画渲染、视频编辑等领域有较大帮助，如图形工作站及高计算能计算集群中的图形计算节点等。Intel Xeon 5400服务器芯片组和X38 Express台式机芯片组都将会支持PCI-E 2.0、双PCI-E x16显卡，最高速度由2.5GHz提升至5GHz，其带宽是PCI-E 1.0的两倍，具有广泛的IHV支持。到2010年，英特尔还会推出PCI-E 3.0，其带宽将是PCI-E2.0的两倍，而且还会带有更多新特性，如数据复用（Data Reuse）、动态功耗管理（Dynamic Power Management）、Atomic Operaions以及支持符合工业标准的加速卡。当前已经有包括显卡、Infiniband、PCIe等网络和存储厂商开始在Intel 5400平台上测试5GHz的全新PCIe板卡。

下一代平台支持PCI-E 2.0

2）I/O虚拟化与I/O加速

    在I/O加速方面，无论是定位于嵌入式应用的Cranberry Lake平台、还是定位于主流双路处理器的Stoakley平台、或者是定位于多路处理器的Caneland平台，都将会支持新一代的I/OAT2技术（代号Crystal Beach2）。I/OAT2有两个主要的设计目的，第一个是进一步增强数据中心网络I/O能力，第二个继续保持英特尔I/OAT的无状态架构优势。同样，I/OAT2依然是一个平台级的I/O优化方案，涉及到了CPU、芯片组、网卡控制器等多个方面。

    另外，I/O虚拟化问题也日益得到重视。这几年，X86虚拟化技术不断得到发展，从最初的CPU指令的虚拟化，到对内存和I/O的虚拟化，而在这一过程中，英特尔扮演了非常关键的角色。基本来看，英特尔虚拟化战略分为三步，第一步是处理器级的虚拟化，包括用于X86架构的VT-x和用于安腾架构的VT-i，它们在CPU中增加了专门的硬件辅助电路，帮助提升虚拟化的效率；第二步是平台级的VT-d，把芯片组和相关的I/O设备也加入了进来；第三步是在I/O层面上的虚拟化，I/OAT2技术已经初步的实现了部分功能。

    Stoakley平台将支持VT-d，该技术在平台层面上实现了I/O虚拟化（主要体现在整合于芯片组内的专用电路），它定义了一个用于DMA重映像的架构，可直接将I/O设备分配给未经修改的VMs或者半虚拟化VMs，从而有助于提升虚拟化性能。

VT-d帮助直接将I/O设备分配虚拟机

3）24MB探听过滤器缓解FSB压力

    探听过滤器这一技术早期出现在IBM自已开发的X3芯片组中，对于基于前端总线架构的系统，可以在一定程度上缓解CPU和芯片组之间的前端总线的通信压力，从而明显地改善系统性能。

    跟上一代芯片组相比，Intel 5400中集成了24MB Snoop filter（探听过滤器）——针对多路平台的Clarksboro芯片组集成了64MB Snoop filter。作为一种特别的是缓冲器，Snoop Filter中储存了缓存Tag结构。由于使用了MESI协议，为确保多核平台中缓存的一致性，每一颗处理器必须时刻注意另一颗处理器的总线情况，而使用Snoop Filter将有助于减少处理器总线发生数据堵塞情况的发生。

    当出现高速缓存未中时，Snoop Filter将增加到发起的CPU总线上。随后，Snoop Filter拦截探听，并确定是否必须将探听传递到4核中的另一个总线线段上。如果读取请求同一总线上的另一个处理器得到满足，则取消探听过滤器访问；如果没有得到满足，Snoop Filter访问的结果将确定是否进行下一个操作。当然，也有可能在读取请求过程中丢失探听过滤器，此时就直接从内存返回数据，进入下一个循环。

配备24MB侦听过滤器

    配合探听过滤器，Intel 5400芯片组还带有主动通路管理（active way management）的功能，由处理器基于本地缓存的情况来主动向芯片组提供通路地址线索，这显然要比仅仅依靠芯片组中的探听过滤器要准确得多，从而能够降低缓存不中的可能性，提高总线利用率，减少负载延迟，改进平台的每瓦特性能。

主动通路管理

    全新平台还对节能降噪方面做了许多工作，如芯片组上的热传感器可用于控制风扇转速，带有16组throttling register，通过AMB热传感器控制温度，内存动态刷新优化，改善内存带宽算法等等。

    通过上面的介绍，我们不难看出，无论是45纳米的四核处理器Penryn，还是下一代双路平台Stoakley，都是非常值得期待的。

• 第1页：45纳米Penryn处理器将于11月推出
• 第2页：Stoakley双路平台带来了什么？

• 第3页：Nehalem：2008年革命性的微架构
• 第4页：2009年朝32纳米挺进

（编辑：ASP站长网）