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(tài)電源管理和獨立動態(tài)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(jié)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(yōu)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(yōu)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(zhàn)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(huán)境中的應用性能也更佳。

在AMD-V技術中,快速虛擬化索引技術(Rapid Virtualization Indexing,RVI)是它值得關注的技術之一。通過利用芯上硅資源(而非軟件),RVI可以大大縮短管理程序周期和減小通常與虛擬化相關的性能影響。RVI使虛擬機可以更直接地管理內存,以提高眾多虛擬化應用程序的性能。AMD服務器平臺通過對RVI技術的應用,既可大大提高虛擬化應用程序的性能,又能加快虛擬機之間的切換速度(虛擬機之間進行切換的時間縮短25%),提高應用程序的響應能力,使用戶可以在每臺服務器上控制更多VM及最大程度地增加虛擬化的益處。

DEV(Device Exclusion Vector,設備排斥向量)是另一項AMD虛擬技術專有功能,其可更有效的控制對虛擬機內存的訪問,從而分離虛擬機以實現安全操作。通過創(chuàng)建拒絕外部設備(如硬盤、網絡控制器等)的非授權內存訪問請求的保護域,DEV在硬件中執(zhí)行這些安全檢查以提高效率,以提高服務器的安全性。

標記TLB(Translation Look-aside Buffer,地址轉換后備緩沖器)也是AMD Opteron處理器的特定功能,其可可提高虛擬化環(huán)境的響應能力。它通過維護到VM單個內存空間的映射提高了虛擬機之間的切換速度,而競爭對手的前期解決方案不能區(qū)分VM的內存空間,增加了內存管理成本并減弱了在虛擬機之間進行切換時響應能力。

三、后記: 服務器領域需要競爭

無論是從技術發(fā)展的需要來看,還是從市場、用戶的需求度方面來看,一家獨霸的x86服務器市場是大家都不愿看到的,AMD的出現打破了這種可能出現的完全壟斷。

圖3 具備優(yōu)良熱遷移(Live Migration)能力的AMD服務器能更好的滿足用戶的容災需求

并且,無論從哪一方面來看,AMD的x86服務器解決方案都是一個價性比十足的解決之道。作為AMD64平臺的一部分,AMD皓龍?zhí)幚砥鲹碛歇毺氐脑O計用來加快吞吐量,如消除數據路由延遲的直連架構和高端的雙倍采樣數據總線的HyperTransport技術。其做為一種真正的64位解決方案,可為每臺 64位服務器應用程序都提供足夠擴展的內存地址空間與遷移能力。

而隨著AMD服務器虛擬化技術的不斷成熟,AMD的服務器虛擬化技術已成為AMD服務器平臺提升服務器效能,降低系統購置成本、能源消耗量、管理機臺數量的有效解決方案,這是服務器發(fā)展過程中的必然,大勢所趨。

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zhabin

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