近幾個(gè)季度，全球服務(wù)器出貨量和收入都在不斷縮水。而在服務(wù)器市場的持續(xù)低谷中，x86服務(wù)器的市場表現(xiàn)比其他平臺表現(xiàn)要好很多。這其中主要有幾個(gè)方面的原因：一方面，云運(yùn)營商傾向于購買更廉價(jià)的機(jī)器,同時(shí)，服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用不斷廣泛,再加上強(qiáng)大的摩爾定律帶來的產(chǎn)品更新速度,以及全球某些經(jīng)濟(jì)活躍的地區(qū)支撐。

近日，英特爾公司在舊金山的IDF上宣布推出英特爾 至強(qiáng) 處理器E5-2600 v2產(chǎn)品家族(代號為“Ivy Bridge-EP”)。9月11日，英特爾在北京召開媒體發(fā)布會，來自英特爾(中國)有限公司服務(wù)器平臺產(chǎn)品經(jīng)理羅一峰介紹了E5 v2的產(chǎn)品特性。同時(shí)，來自搜狐的研發(fā)中心高級主管彭毅介紹了E5 v2在搜狐的測試和應(yīng)用情況。

平衡性能和每瓦性能 降低大型數(shù)據(jù)中心TCO

“功耗是每個(gè)大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成員非常敏感的話題”，搜狐彭毅在演講中談到，在保證業(yè)務(wù)性能不變的情況下，降低能源消耗，對于IDC運(yùn)營來說是非常好的收益和驚喜。彭毅表示，搜狐在測試中驚喜地發(fā)現(xiàn)，功耗相對于上一代產(chǎn)品降低了15%-30%，從原有的Nehalem平臺到E5-2600 v2平臺，TCO降低了66%。

據(jù)羅一峰介紹，基于服務(wù)器制造商的早期基準(zhǔn)測試結(jié)果，相比2012年3月發(fā)布的Xeon E5-2600 v1產(chǎn)品系列，新的Xeon e5 - 2600 v2將會帶來超過50%的性能提升，每瓦性能將會提升45%。這些性能數(shù)據(jù)是基于SPECVirt_sc2013測試，每瓦性能是基于SPECpower_ssj2008測試。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，性能和每瓦性能會有所不同。

【圖3】Xeon E5 v1 和v2 基本特性對比

我們知道，制程工藝的改進(jìn)會帶來相同功耗下性能的提升，也就是每瓦性能的提升。劉一峰介紹到，從32nm到22納米3D三柵極晶體管制程，同樣的性能下能耗降低在晶體管層面是50%。

只是在性能方面如何平衡?在制程變?yōu)?2nm之后，Xeon E5-2600 v2將會通過更多的核數(shù)、更大的三級緩存等特性來維持并提升32nm 的E5-2600 v1所具有的性能。

一方面，如上圖所示，最高端的Ivy Bridge-EP處理器有12個(gè)核心數(shù)，相比之前的8個(gè)核心數(shù)提升了50%，三級緩存方面，Ivy Bridge-EP可以高達(dá)30MB，相比之前的20MB也提升了50%。

另一方面，頂級Xeon E5-2600 V2的基礎(chǔ)頻率和睿頻之后的最大頻率可以達(dá)到200MHz，在時(shí)鐘頻率僅僅提升了6.1%。增加的時(shí)鐘速度基本上彌補(bǔ)了核數(shù)從8提升到12核所帶來的額外延遲。

同時(shí)，50%的性能提升還源自于一些其他的改進(jìn)。從上表我們可以看到，內(nèi)存方面，主內(nèi)存現(xiàn)在運(yùn)行速度也有所提升，1.35v時(shí)的內(nèi)存速度從之前的 1.333GHz上升到1.6GHz，1.5V時(shí)的內(nèi)存速度從之前的1.6GHz上升到1.87GHz。主存儲器容量也翻了一番,從768GB上升到 1536GB。(通過在2路系統(tǒng)的24插槽中使用64GB針口)。

Ivy Bridge-EP家族還使用了不同的SKU來支持不同的QPI通道，提升點(diǎn)對點(diǎn)互聯(lián)速度，QPI端口數(shù)量仍然是2個(gè)。

在處理器中，通過SMT虛擬化指令通道,因此,它可以同時(shí)兼顧兩種指令流,因此可以處理更多數(shù)量的任務(wù)。(當(dāng)然前提是你的工作負(fù)載是HT友好的)。

指令集方面也有了一些改進(jìn)，前幾代的至強(qiáng)，程序員使用做復(fù)制/粘貼操作要自己寫匯編程序,現(xiàn)在有一組指令MOVSB / STOSB，也就意味著程序員不必再糾結(jié)于匯編，可以直接調(diào)用這組指令來做復(fù)制/粘貼。計(jì)算核心現(xiàn)在也已經(jīng)可以通過用戶線程快速訪問寄存器組,這是針對具有高線程數(shù)的工作負(fù)載的一個(gè)優(yōu)化。Ivy Bridge核心還包括“牛山”隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,稱為SecureKey。

三種原生芯片核心 首次針對不同負(fù)載優(yōu)化硬件

在Ivy Bridge-EP中，另一個(gè)非常新鮮有趣的事情是，Ivy Bridge-EP處理器不止一個(gè)版本，而是有三種不同的原生芯片版本,每一種不同的芯片是針對特定的工作負(fù)載優(yōu)化的，支持的核心數(shù)、內(nèi)存控制器、緩存尺寸、頻率也會有所不同。

【圖4】6核、10核、12核三種不同的 Ivy Bridge Xeon E5處理器

第一種Ivy Bridge Xeon E5包括了4個(gè)或6個(gè)核心、PCI-E和QPI連接，以及一個(gè)四通道內(nèi)存控制器。主要針對低能耗和低工作負(fù)載設(shè)計(jì)和優(yōu)化的，不適用于高頻率的工作負(fù)載。它有15 MB的三級緩存，熱功耗在40到80瓦之間。核心、緩存、QPI連接和PCI控制器掛接到兩條環(huán)形總線上，就像 Sandy Bridge-EP一樣。

第二種Ivy Bridge Xeon E5,主要是針對雙路服務(wù)器市場,提供了6核、8核、10核三種版本，25MB三級緩存。同樣是兩條環(huán)形總線將核心組件連接起來。處理器的功率達(dá)到70-130w,適用于低功耗高頻率的用戶和不同類型的工作負(fù)載。

第三種類型的Ivy Bridge-EP處理器是不折不扣的12核心野獸,提供了115w和130w兩種的選項(xiàng)。英特爾已經(jīng)取消了135W的服務(wù)器SKU,但保留了150w的工作站版本。這個(gè)芯片有3條環(huán)形總線來連接計(jì)算核心、緩存和晶片上的其他組件，并且，內(nèi)存控制器也是分為兩個(gè)，但是有一半的通道分別掛在兩個(gè)控制器上，這就使得每一個(gè)插槽同樣是四個(gè)通道，跟前兩個(gè)版本的Xeon E5-2600 v2 一樣了。

【圖5】 Romley服務(wù)器平臺設(shè)計(jì)時(shí)采用 Ivy Bridge-EP的部分