图片 7

至强10年,英特尔的高光时刻

前不久,英特尔对外发布了最新的基于Sandy
Bridge微架构的32nm至强处理器——E3系列。虽然这并非是英特尔第一次发布基于Sandy
Bridge微架构的产品,虽然E3仅仅面向单路应用而生,但不管怎么说,E3的出现的确标志着英特尔在至强处理器发展中迈出了重要的一步,也是Tick-Tock战略中重要的内容Tock)。

意料之中的,英特尔再一次发布了全新一代的至强处理器,也是以“可扩展”为命名的第二代处理器。此时,距离英特尔推出第一款至强处理器的雏形,已经过去了18年,距离英特尔在与AMD的竞争中持续领先,也过去了10年的时间。

在上篇文章云计算百家争鸣之云服务器对比2 —
性能和高可用中,我们分享了云服务器里的两个点:CPU和可用区。不过大部分非专业人员或者程序员GG可能对CPU型号不太感冒,不确定这些型号到底有什么优劣,今天我们就来八一八

图片 1
英特尔发布Sandy Bridge微架构32nm至强处理器

图片 2

1.Xeon

xeon是Intel
CPU的一个品牌名,就像奔腾,目前有三个E系列:E3,E5,E7,以及Scalable系列

  • Xeon E3是针对工作站和入门级服务器的单路处理器系列
  • Xeon E5是针对高端工作站及服务器的处理器系列
  • Xeon
    E7是面向关键任务和数据中心的处理器系列,强调可靠性、可用性和可服务性
  • 2017年,新推出了可扩展系列,Xeon Scalable
    CPU,命名上看和E3,E5,E7不是很搭,任性

我们看到大部分云计算厂商的CPU都是E5系列,比如阿里云的Intel Xeon E5-2682
v4 ,那么后面的2682以及V4又是什么意思呢?

  • 第一个数字代表最大的处理器数目,有单路、双路、四路和八路。2682里的2,就代表这是双核
  • 第二个数字代表CPU插座类型,共有四种规格,第一代产品1、2、4、6、8分别代表BGA
    1284、LGA 1155、LGA 1356、LGA 2011和LGA 1567]
  • 第三和第四位代表编号序列,一般是数字越大产品性能越高,价格也
    更贵
  • v4表示这款CPU的修订版本

另外也会发现,阿里云的通用型实例是Intel Xeon Platinum
8163(Skylake),而不是E3,E5,E7,这是因为Scalable采用4种不同等级代替E5和E7,分别为青铜级(Bronze)、白银级(Silver)、黄金级(Gold)和铂金级(Platinum)四个等级(不会玩王者荣耀还不行啊>_<)

得益于桌面级Sandy Bridge处理器的成功,许多人对于至强Sandy
Brideg处理器也充满了期待。虽然对于至强处理器应用的服务器环境来说,多媒体性能并非是人们应该关注的内容。而每当提到Sandy
Bridge的技术特点——环形总线、AVX指令集、Turbo
Boost2等内容都是众多报道中频繁出现的内容。究竟这些技术为我们带来了什么?它们的存在会有哪些的好处。这些还要从Sandy
Brideg之前的Nehalem开始说起。

如果说,早在10年前的至强5500系列让英特尔彻底摆脱了“胶水”概念的话,如今的第二代至强可扩展处理器,则代表英特尔已经不局限于计算的单一领域,而是扩展到了包括存储、网络、加速、安全、软件等一系列软硬件基础设施的层面。可以说,在这一代平台中,英特尔给出了“全家桶”方案。

2.微处理器架构

了解了Intel
产品上的一些名称后,我们再看看Nehalem、Haswell、Broadwell、Skylake。他们其实代表CPU的微架构(microarchitecture),在介绍这个之前,不得不先介绍先intel的Tick
Tock(钟摆)战略,他于2007年(2016年终止)提出,其中的Tick是指CPU工艺升级,Tock则是CPU架构升级,二者轮流交替,两年为一个周期:

  • 2007年,Penryn,45nm工艺
  • 2008年,Nehalem,45nm工艺
  • 2010 年:Westmere,32nm工艺
  • 2011 年:Sandy Bridge,32nm工艺
  • 2012 年:Ivy Bridge,22nm 工艺
  • 2013 年:Haswell,22nm 工艺
  • 2014 年:Broadwell,14nm 工艺
  • 2015 年:Skylake,14nm 工艺

可以看到,Nehalem、Haswell
等就是CPU架构的一个名称,每个版本都会有很多改进,比如工艺升级,指令集扩充,这里简单看下划时代的Nehalem

Bridge微架构的32nm至强处理器E3系列。虽然这并非是英特尔第一次发布基于Sandy
Bridge微架构的产品…

故事还是要从10年前开始说起,如此你才能理解英特尔这一路走来的不易。

2.1 Nehalem

在讲解Nehalem前,得先说一下FSB(前端总线)和北桥,
之前Intel一直依赖FSB和北桥来和内存通信,虽然FSB由原来的多核一条发展到每个处理器单独一条,但是每个处理器都要通过北桥,这很容易成为瓶颈

图片 3

所以在Nehalem架构中,抛弃了FSB和北桥的消失,引入了IMC(继承内存控制器)和QPI,IMC用于直连内存(每个核有自己的IMC,而不是之前一个北桥了),QPI用于连接其他核的内存,使用高频率
DDR3 内存,访问本地内存的延迟大约为 60 个时钟周期,而通过 QPI
总线访问远端的处理器 并返回数据大约需要 90 个时钟周期

图片 4

Nehalem,破除胶水多核的“魔咒”

3.小结

好了,现在再回头看看云计算百家争鸣之云服务器对比2 —
性能和高可用中关于CPU的介绍,是不是没有那么一脸懵逼了呢,目前大部分厂商都是Broadwell架构的CPU

参考

  • Intel_Tick-Tock
  • Intel“Tick-Tock”战略已死:升级延长,更注重优化
  • 再谈Intel
    CPU微结构–过去,现在和将来
  • Tick-Tock终结:Intel宣布3年更新一次制程
  • 英特尔给CPU分了段位,看看你是青铜还是最强王者!
  • 单路CPU性能排名
  • 多路CPU性能排名
  • 温故知新Nehalem微架构
  • Top Eight Features of the Intel Core i7 Processors for Test,
    Measurement, and
    Control

说起CPU的历史,就不能不提到这一对冤家——英特尔和AMD。

与英特尔不同,它的老对手AMD发挥一向不稳定,就好像在俱乐部和国家队判若两人的球王梅西那样。但是,这并不妨碍AMD会在某一个或者两个时刻“灵光乍现”,曾经的K7和K10就是它的业务巅峰。

如此也让当年的英特尔倍感艰难。对于CPU这种复杂的精密设备来说,设计一款产品往往需要多年的探索与研发,想向手机那样在短时间内拿出一段拳头产品无异于痴人说梦。这样的结果就是,AMD一直凭借着“真双核”、“真四核”的概念横行产业,而英特尔更多被人冠以“胶水”的诟病。

图片 5

曾经的英特尔四核心处理器

这样的情况一直持续到了2009年,英特尔推出了一款名为Nehalem的产品,官方命名为至强5500。在它之前,英特尔已经有了至强5100到至强5400系列的全套产品,这些最高4核心的产品并没有比同时代的AMD
K10架构的巴塞罗那或者上海好太多,而“巴塞罗那”更被称之为“没有技术缺陷的处理器”(当然这是AMD自称的)。

Nehalem就被当时的行业视为奋起反击的一款产品,也是英特尔真正将4核心的处理器性能发挥到了极致。当然对于广大IT玩家来说,这款核心在桌面消费类产品中有一个更为熟知的称呼——扣肉(因为采用的是Core微架构),也有人称之为“爱妻”(因为第一款采用这款核心架构的产品是酷睿i7)。

图片 6

Nehalem架构芯片

这是英特尔第一次放弃传统的FSB总线转而集成内存控制器(虽然老对手AMD早在多年前就这么做了),同时采用共享三级缓存的形式(之前的奔腾D时代都是每个核心独享),这也使得Nehalem架构产品在性能上获得了一次新的飞跃,彻底甩掉了扣在头上多年的“胶水”帽子,凭借着制程和架构的双优势,牢牢站稳了脚跟。

当然,Nehalem并非是终结。作为英特尔著名的嘀嗒战略的延续(Tick-Tock),第二年旋即推出的Westmere架构在Nehalem之前进行了小幅度的概念,当然更重要的是从Nehalem采用的45nm工艺进化到了32nm工艺,这样一来相比还在使用45nm工艺的第二代AMD
K10来说(是的,在英特尔演进的同时,AMD也从65nm进化到了45nm),依然保持了领先优势。新架构的产品被命名为至强5600,后来四路版本的Westmere-EX更名为第一代至强E7。

从SandyBridge走向行业巅峰

如果说Nehalem只是扭转了英特尔长久以来不利局面的话(当然这种不利也是相对的),那么随后的Tick一跳就诞生出了奠定英特尔在企业级市场绝对领导地位的产品——SandyBridge。

这个名字据说来源于英特尔公司不远处的一座小桥,但是我更宁愿希望这是一个关于名为Sandy女子的美丽传说。无论如何,SandyBridge的出现使得英特尔与AMD的差距进一步拉大,这种变化最终造成了两个结果——在接下来的相当长一段时间里,英特尔都不再把AMD视为竞争对手;另一个结果就是AMD在痛定思痛之后,决定向英特尔缴械投降,彻底放弃企业级市场(幸好在苏妈的带领下,如今AMD又卷土重来了)。

图片 7

SandyBridge的确是非常神奇的架构。对比之前的Nehalem架构,我们会非常明显的看到SandyBridge在核心设计上采用了一种全新的方式——环形总线。这种看似圆环的东西并非是真实存在的,更多时候是一种计算的逻辑和运行法则。但是,恰恰是这条总线的存在,使得SandyBridge架构焕发出了强大的生命力,让多核心时代各个核心之间的数据通信变得“写意又自然”。第一款采用环形总线设计的处理器,被命名为至强E5。