左邊是傳統(tǒng)的北橋內(nèi)存控制器，F(xiàn)SB是瓶頸;右邊是QPI直連后的內(nèi)存控制

而從去年的Nehalem微架構(gòu)開始，英特爾將內(nèi)存控制器集成在了處理器內(nèi)部，CPU與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換過程就簡化為“CPU–內(nèi)存 –CPU”三個(gè)步驟，省略了兩個(gè)步驟，與傳統(tǒng)的內(nèi)存控制器方案相比顯然具有更低的數(shù)據(jù)延遲，這有助于提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性能。此外還有兩個(gè)好處，一是 CPU內(nèi)部集成內(nèi)存控制器可以使內(nèi)存控制器同頻于CPU頻工作(現(xiàn)在CPU工作頻率一般都在2G以上) 而以往的北橋內(nèi)存控制器頻率遠(yuǎn)大于CPU的實(shí)際工作頻率，從而造成數(shù)十倍的延遲(例如2GHz主頻和800MHz FSB,一個(gè)來回就延遲了4倍多)。另外，CPU集成內(nèi)存控制器之后，減低了北橋的工作壓力，使得更多帶寬可以使用到PCI-E總線和與南橋的溝通上。

不過，整合內(nèi)存控制器對(duì)于服務(wù)器系統(tǒng)來說，還是有一定弊端的——靈活性差，兼容并不十分好。但是英特爾最新發(fā)布的至強(qiáng) 7500(Nehalem-EX)處理器中，這一情況被徹底扭轉(zhuǎn)：Nehalem-EX集成了兩個(gè)內(nèi)存控制器(以前只有一個(gè))，每個(gè)內(nèi)存控制器提供一個(gè) SMI(Scalable Memory Interface)，它們可以運(yùn)行于Lockstep模式(普通的Nehalem處理器也提供了這種模式)以提升性能和增強(qiáng)RAS。

SMI接口是一個(gè)串行界面，因此它需要連接到一個(gè)叫做Scalable Memory Buffer(SMB)的芯片才能聯(lián)接到并行的DIMM上(久遠(yuǎn)的Pentium 4使用的RIMM則是串行的)，這個(gè)芯片就和以前FBD內(nèi)存上的AMB芯片一樣，用來將串行界面轉(zhuǎn)換為并行界面，只是在Nehalem-EX上，這個(gè) SMB可以集成在主板上而不是集成在內(nèi)存條上，兼容性遠(yuǎn)非FBD架構(gòu)可比。每個(gè)SMI接口支持兩個(gè)SMB芯片。

由于每個(gè)SMB芯片支持兩個(gè)DDR3內(nèi)存通道，每個(gè)內(nèi)存通道最多支持2個(gè)DIMM，這樣一個(gè)Nehalem-EX處理器就能提供最多8個(gè)內(nèi)存通道、16個(gè)DIMM、256GB的內(nèi)存容量支持。Nehalem-EX支持8個(gè)內(nèi)存通道，這確實(shí)和通常想象的不太一樣。很多人曾以為它支持的是4個(gè)內(nèi)存通道。這使得至強(qiáng)7500在內(nèi)存容量支持與內(nèi)存通訊帶寬上達(dá)到了前所未有的超高性能，所集成的兩個(gè)內(nèi)存控制器就像組合在一起的變形金剛——打造出至強(qiáng) 7500這個(gè)“大力神”。

6.4GT/s驚人速率 QPI高速公路無縫對(duì)接多核

無論是對(duì)外通訊(處理器外)還是多核之間的互聯(lián)，QPI直連總線都是Nehalem微架構(gòu)不得不提的亮點(diǎn)。與前面提到的內(nèi)存控制方式類似，以往的CPU多核之間通訊以及對(duì)外通訊都需要走“CPU–北橋–內(nèi)存–北橋–CPU”的老路，其溝通帶寬是古老的FSB前端總線。

從Nehalem微架構(gòu)開始，英特爾棄用FSB總線，轉(zhuǎn)而在處理器內(nèi)部采用了QPI直連架構(gòu)，使得處理器之間可以直接相連，不再需要經(jīng)過擁擠、低帶寬的FSB共享總線，多處理器系統(tǒng)運(yùn)行效率大為提升。 對(duì)于多處理器系統(tǒng)而言，QPI提供的巨大帶寬對(duì)性能提升很有作用。

相比Nehalem-EP至強(qiáng)5500處理器(2條QPI)，3月底發(fā)布的至強(qiáng)7500處理器集成了4條QPI總線，提供了更高帶寬的同時(shí)，還使得8路以下系統(tǒng)的各個(gè)內(nèi)核之間可以直接通過QPI總線互聯(lián)——以往是需要第三方芯片支持的。

上：Nehalem-EP，兩條QPI總線;下：Nehalem-EX，四條QPI總線

除了提供更高的帶寬(每鏈路25.6GB雙向帶寬)之外，QPI總線還讓多處理器系統(tǒng)更有效率：處理器之間可以直接連接。如上圖，每個(gè)CPU都可以直接和其他三個(gè)CPU通信。

SSD亮劍隨機(jī)存儲(chǔ) 全面解決系統(tǒng)I/O瓶頸

除了處理器特性對(duì)服務(wù)器內(nèi)部I/O的貢獻(xiàn)之外，另一大瓶頸是磁盤系統(tǒng)。以往企業(yè)服務(wù)器并不存在磁盤I/O瓶頸，因?yàn)榇蠖鄶?shù)都在使用陣列和大規(guī)模集群存儲(chǔ)以解決其性能不足的問題。但是，大規(guī)模集群和陣列所帶來的驚人采購成本與運(yùn)維成本并不是最佳方案，越來越多的企業(yè)搭建大規(guī)模陣列的目的，有時(shí)候僅僅是為了獲得超高的IOPS隨機(jī)速度——也因此，固態(tài)硬盤有了棲身之地。

雖然SSD固態(tài)硬盤目前的性價(jià)比還是遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)硬盤，但其空間小，I/O速率高等特點(diǎn)吸引了包括百度、騰訊、Google在內(nèi)的一大批互聯(lián)網(wǎng)公司。而去年美國圣地亞哥超算中心(SDSC)也開始大規(guī)模部署SSD。該計(jì)算機(jī)中心主管Allan Snavely表示，“SSD具有更加快速的數(shù)據(jù)吞吐能力，在高性能計(jì)算中這一點(diǎn)極為重要。”

半導(dǎo)體研究公司分析主管Jim Handy表示，在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域，傳統(tǒng)機(jī)械硬盤仍然是首選，但是對(duì)于科研、金融機(jī)構(gòu)來說，數(shù)據(jù)的處理速度顯得非常的重要，所以固態(tài)硬盤在這一領(lǐng)域?qū)?huì)逐步走俏。據(jù)國外知名市場調(diào)研公司iSuppli的調(diào)查表明，2009年固態(tài)硬盤的銷售將達(dá)到580萬塊，相比2008年的140萬塊有四倍的提升，而其銷售額也將達(dá)到8.83億美元，相比去年1.27億美元也有600%以上的提升。

zhaohang