永不言弃 AMD服务器产品技术解析

 

一、全面出击，AMD的服务器处理器

 

在x86服务器领域，“至强（Xeon）”很好很强大，但随着AMD“皓龙（Opteron）”系列处理器在寻求更佳的价性比着力点上不断发力，让这个市场变得更多姿。

 

从整个微处理器市场占有量来看，依据2008年4季度的统计数据，Intel在第四季度的市场份额为81.8%，稳居首位，而AMD在全球CPU市场中的份额为10.6%。而在服务器处理器领域，这种差距更为明显。不过，AMD也并非止步不前。“每瓦效能和价格比”是AMD处理器在服务器领域征战的基石。而不断的推出具备“每瓦效能和价格比”的可以更好的对抗Intel新型服务器处理器的Opteron处理器将是AMD的一贯战略。为此，AMD在2008年11月17日正式推出研发代号Shanghai（上海）的Opteron四核心处理器。相较于核心代号Barcelona的前一代Opteron处理器，以最新45nm制程生产的Shanghai，其主频提高至2.3-2.7GHz，二级缓存容量也提升到6MB，并强化了虚拟化、Java、资料库等应用环境效能表现。

 

 

》图1 Shanghai结构方块图

 

与采用高-k金属栅极的英特尔45纳米处理器不同，AMD在其45nm工艺中应用了超低K电介质互联与多重增强晶体管应变技术和沉浸式平板技术，可以降低互联电容、写入延迟和能量消耗，从而明显提升性能功耗比。这让Shanghai处理器可以在更小的空间内集成更多的晶体管，性能相比上一代处理器可提升最高35%，空载时的功耗能够显著降低35%。

 

此外，为了获得更佳能耗比，新皓龙还应用了如双重动态电源管理和独立动态核心技术等新技术。其分别有平均处理器功耗105W（SE高性能版）、75W（标准版）、55W（HE低消耗功率版）的不同版本，可满足不同服务器处理器用户的需求。采用新型低功耗AMD皓龙“Shanghai HE”处理器的服务器，在与采用英特尔至强“低功耗”处理器的同等服务器对比测试中，AMD产品的功耗可降低13%-21%，同时具有更高的吞吐量性能。

 

当然，随着同样集成有内存控制器芯片并支持更节能的DDR3内存的Intel新一代Nehalem-EP系列（Xeon 5500）处理器的推出，将让AMD的这种短暂的优势不在。为此，AMD将希望压在了AMD首个六核处理器Istanbul（伊斯坦布尔）身上，这款处理器采用全新“Istanbul”的插槽和散热设计，并仍可与目前市面上搭载AMD Opteron处理器的系统兼容。并且从初步测试结果来看，Istanbul处理器具备更优异的性能及每瓦性能，“尽管我们将核数增加了2个，但是伊斯坦布尔在散热和电源消耗上跟4核的上海是处于同等水平”，其将成为首款兼容于2路、4路甚至更高端系统的x86六核“每瓦效能和价格比最佳的”处理器。

 

二、永不言弃，AMD的服务器虚拟化

 

虚拟化已成为服务器领域最受关注的技术之一，而以英特尔Nehalem-EP平台为代表的服务器平台正在服务器虚拟化方面全面领先。面对Intel全面支持处理器（VT-x或VT-i）、芯片组（VT-d）、网络设备（VT-c）三套相辅相成的服务器虚拟化技术的战略，AMD也有相应的应对策略。

 

AMD已推出支持AMD Virtualization（AMD-V）虚拟化技术的一系列处理器产品，包括Socket F接口的Opteron。AMD的虚拟化技术与Intel最新的类似技术异曲同工，它通过直接互连架构（Direct Connect Architecture）和在处理器和内存控制器中引入一个新模型和功能来提高CPU的虚拟应用，可提供直接的CPU到内存、CPU到I/O和CPU到CPU连接，以简化服务器虚拟化，可用于减轻VMware等虚拟软件部分工作负担，并最终包含输入/输出虚拟技术，可以大大提高处理器的运行能力。

 

 

》图2 AMD Virtualization技术已成服务器虚拟化最佳的硬件辅助解决方案之一

 

AMD-V技术最突出的特点在于对内存控制器的可控性上，它可通过对IO内存单元灵活管理，以防止虚拟机使用DMA来终止与真实硬件的隔离。能够减少程序的复杂性，提高虚拟系统的安全性，并通过兼容现有的虚拟系统管理软件来减少花费在虚拟管理系统上的费用。并且，相比Intel前代的服务器系统，AMD的系统由于集成内存控制器，可提供更高带宽、更短延时和可扩展的内存访问，让其在内存密集的虚拟化环境中的应用性能也更佳。