永不言棄 AMD服務器產品技術解析

 

一、全面出擊，AMD的服務器處理器

 

在x86服務器領域，“至強（Xeon）”很好很強大，但隨著AMD“皓龍（Opteron）”系列處理器在尋求更佳的價性比著力點上不斷發力，讓這個市場變得更多姿。

 

從整個微處理器市場占有量來看，依據2008年4季度的統計數據，Intel在第四季度的市場份額為81.8%，穩居首位，而AMD在全球CPU市場中的份額為10.6%。而在服務器處理器領域，這種差距更為明顯。不過，AMD也并非止步不前。“每瓦效能和價格比”是AMD處理器在服務器領域征戰的基石。而不斷的推出具備“每瓦效能和價格比”的可以更好的對抗Intel新型服務器處理器的Opteron處理器將是AMD的一貫戰略。為此，AMD在2008年11月17日正式推出研發代號Shanghai（上海）的Opteron四核心處理器。相較于核心代號Barcelona的前一代Opteron處理器，以最新45nm制程生產的Shanghai，其主頻提高至2.3-2.7GHz，二級緩存容量也提升到6MB，并強化了虛擬化、Java、資料庫等應用環境效能表現。

 

 

》圖1 Shanghai結構方塊圖

 

與采用高-k金屬柵極的英特爾45納米處理器不同，AMD在其45nm工藝中應用了超低K電介質互聯與多重增強晶體管應變技術和沉浸式平板技術，可以降低互聯電容、寫入延遲和能量消耗，從而明顯提升性能功耗比。這讓Shanghai處理器可以在更小的空間內集成更多的晶體管，性能相比上一代處理器可提升最高35%，空載時的功耗能夠顯著降低35%。

 

此外，為了獲得更佳能耗比，新皓龍還應用了如雙重動態電源管理和獨立動態核心技術等新技術。其分別有平均處理器功耗105W（SE高性能版）、75W（標準版）、55W（HE低消耗功率版）的不同版本，可滿足不同服務器處理器用戶的需求。采用新型低功耗AMD皓龍“Shanghai HE”處理器的服務器，在與采用英特爾至強“低功耗”處理器的同等服務器對比測試中，AMD產品的功耗可降低13%-21%，同時具有更高的吞吐量性能。

 

當然，隨著同樣集成有內存控制器芯片并支持更節能的DDR3內存的Intel新一代Nehalem-EP系列（Xeon 5500）處理器的推出，將讓AMD的這種短暫的優勢不在。為此，AMD將希望壓在了AMD首個六核處理器Istanbul（伊斯坦布爾）身上，這款處理器采用全新“Istanbul”的插槽和散熱設計，并仍可與目前市面上搭載AMD Opteron處理器的系統兼容。并且從初步測試結果來看，Istanbul處理器具備更優異的性能及每瓦性能，“盡管我們將核數增加了2個，但是伊斯坦布爾在散熱和電源消耗上跟4核的上海是處于同等水平”，其將成為首款兼容于2路、4路甚至更高端系統的x86六核“每瓦效能和價格比最佳的”處理器。

 

二、永不言棄，AMD的服務器虛擬化

 

虛擬化已成為服務器領域最受關注的技術之一，而以英特爾Nehalem-EP平臺為代表的服務器平臺正在服務器虛擬化方面全面領先。面對Intel全面支持處理器（VT-x或VT-i）、芯片組（VT-d）、網絡設備（VT-c）三套相輔相成的服務器虛擬化技術的戰略，AMD也有相應的應對策略。

 

AMD已推出支持AMD Virtualization（AMD-V）虛擬化技術的一系列處理器產品，包括Socket F接口的Opteron。AMD的虛擬化技術與Intel最新的類似技術異曲同工，它通過直接互連架構（Direct Connect Architecture）和在處理器和內存控制器中引入一個新模型和功能來提高CPU的虛擬應用，可提供直接的CPU到內存、CPU到I/O和CPU到CPU連接，以簡化服務器虛擬化，可用于減輕VMware等虛擬軟件部分工作負擔，并最終包含輸入/輸出虛擬技術，可以大大提高處理器的運行能力。

 

 

》圖2 AMD Virtualization技術已成服務器虛擬化最佳的硬件輔助解決方案之一

 

AMD-V技術最突出的特點在于對內存控制器的可控性上，它可通過對IO內存單元靈活管理，以防止虛擬機使用DMA來終止與真實硬件的隔離。能夠減少程序的復雜性，提高虛擬系統的安全性，并通過兼容現有的虛擬系統管理軟件來減少花費在虛擬管理系統上的費用。并且，相比Intel前代的服務器系統，AMD的系統由于集成內存控制器，可提供更高帶寬、更短延時和可擴展的內存訪問，讓其在內存密集的虛擬化環境中的應用性能也更佳。