至强E5:四招成就物联网的完美选择

近日,广东省云浮市新兴县竹镇石头冲村一个普通养鸡户——温志开的故事在网上迅速走红。“我养鸡已经20多年,没有自动化的时候,只能养5000只鸡,还是夫妻两人一起养。现在可以养1.5万只鸡,我老婆一个人在手机上按按键就搞定了,我自己可以解放出来去垦山,搞搞林业种种树,又是一项收入。”有车有房的温志开在接受采访时指着他那辆车,觉得比城里人生活更幸福。

究竟是什么让温志开的养鸡生活过的如此惬意?答案是——物联网。

再比如,当你早上拿车钥匙出门上班,在电脑旁待命的感应器检测到之后,就会通过互联网自动发起一系列事件,比如通过短线或者喇叭自动播报今天的天气,在电脑上显示快捷通畅的开车路径并估算路上所花时间,同时通过短信或者即时聊天工具告知你的同事你将马上到达等。

总之,人类生活正因为物联网而发生深刻的改变!!

物联网的核心——智能信息处理平台

“物联网”是为了打破地域限制,实现物物之间按需进行的信息获取、传递、存储、融合、使用等服务的网络。过去的传统思维一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物等基础设施;而另一方面则是数据中心、个人电脑、宽带等IT基础设施。在物联网时代,钢筋混泥土、电缆将与芯片、宽带整合为一体的基础设施。

要实现这样的能力,物联网系统必须具备三个方面的能力:全面感知、可靠传递、智能处理。首先,通过RFID、传感器、二维码等随时随全面感知获取物体的信息,包括用户位置、周边环境、个体喜好、身体状况、情绪、环境温度、湿度,以及用户业务感受、网络状态等,并将这些信息通过可靠的方式传递实时准确地传递出去,最后,在数据中心对这些信息进行智能处理,即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量数据和信息进行分析和处理,从而实现对物体进行实时智能化控制,物联网之所以能为人类提供方便,最重要的是因为它具有对海量数据进行智能处理的能力。

正如温志开所描述的,“现在用物联网管理鸡舍,我把手机带在身边,没时间回来时,用手机就能了解鸡舍情况,下雨了,一按键就可以把防雨窗帘降下来,用物联网技术还可以自动投料、调节风扇降温、晚上开灯……”

正如上文所述,物联网最核心的部分是智能信息处理平台,直接决定着物联网的“智慧”。然而,物联网所面临的是来自海量终端的海量的数据,甚至需要对这些数据进行实时地分析和展现,这些都对智能处理平台的计算能力、网络带宽提出了更高的要求。对网络的需求,主要表现在网络带宽上,对计算能力的需求,主要表现在服务器上。随着我国网络带宽的不断扩展,网络方面的需求已经得到很好的满足,而在计算能力方面,则主要取决于服务器的计算核心——CPU。

目前,x86平台的处理器由于其易扩展、开放、标准化等特性,已经被公认为物联网的首选计算平台。在服务器端,英特尔至强是主流选择。从至强5500到至强5600,新至强一路伴着物联网成长,最新的至强E5-2600更是超值的选择。

至强E5-2600是英特尔今年3月份推出的服务器处理器系列。该系列处理器采用 Intel Sandy Bridge微架构和32nm工艺,与前一代的至强5600系列相比,具有更多的内核、更大的缓存、更多的内存通道,并直接集成了PCI Express 3.0连接,以及第二代Turbo Boost2.0睿频加速技术、AVX高级矢量扩展指令集等新特性,将成为至强处理器家族的新一代主流产品。也正是由于这些新的特性,至强E5-2600系列处理器在实时的智能分析能力、能源效率、I/O能力、安全性等四个方面的表现都十分强悍,E5也成为物联网系统建设时当仁不让的首选。

实时的智能分析能力:试想如果温志开需要一个小时的时间才能看到鸡的信息和下一步要做的事情,他还能笑得那么开心吗?再试想在场景二中,通过物联网所获取的路面信息是半个小时甚至更久以前的会怎么样?物联网很重要的一个特点就是要对收集来的数据进行智能处理。以智能交通为例,在收集到实时的路况信息之后,需要对信息进行实时的分析,并得出最短最快速的路线展示给车主,在一定程度上缓解堵车的情况。然而,这些海量的数据的实时分析,需要强大的计算能力支撑。

图1 英特尔至强E5-2600系列的性能表现

从处理器的角度看来,在物联网系统中影响到系统性能的主要有处理器的核数、单核性能以及内存带宽。

英特尔至强处理器E5-2600产品家族的每个处理器最多可集成8个内核,加上英特尔睿频加速2.0技术,英特尔超线程(HT)技术,英特尔至强处理器E5-2600家族创下了15项10全新双路x86架构服务器世界纪录。与上一代英特尔至强处理器5600产品家族相比,性能可提升高达80%,面向四路市场的E5-4600处理器系列性能则更为强劲。

此外,E5处理器还支持英特尔高级矢量扩展指令集 (Intel AVX),可将财务分析、媒体内容制作和高性能计算等计算密集型应用的性能提高多达两倍9。

当然,在一些实时性要求很高的物联网应用领域,可能会用到内存数据库。内存数据库,顾名思义就是将数据放在内存中直接操作的数据库。E5-2600系列处理器最多能够支持多达768GB的系统内存,为内存计算提供了很大的支持。

能源效率:能源效率是一个世界性的话题,也是一个全人类都不得不重视的话题。“物联网”意味着任何一个物体都可以创造自己的数据,这就意味着需要更多的IT设备来保存和处理这些数据信息,需要更高的计算频率来处理这些信息,而这些都会导致能耗的升高。然而在节能已经成为一个世界性主题的今天,IT系统的能耗问题备受质疑,物联网的发展势必会进一步恶化IT发展与能耗之间的矛盾。

科技是一面“双刃剑”,在改善生活的同时,也在带破坏,人类所能做的永远只能是在利与弊之间尽量平衡。在物联网的建设过程中,我们可以做的,便是提升能源的效率,也就是性能/功率的比值,也就是每瓦所具有的性能。

英特尔至强E5处理器提供对处理器利用率的跟踪,并增强了电源监控功能。因此,如果CPU没有充分运作时,处理器可以自动调节,从而降低了整体的用电量。此外,英特尔节点管理器技术可管理数据中心动态利用率,帮助优化并平衡性能和功耗。

测试显示,至强E5-2690平台相比上一代要节约最大20%以上的能耗。值得一提的是,在Intel推出的至强E5超密集高速计算解决方案中,E5-2690处理器在睿频至2.9GHz时的功耗也仅为135W。

超强的I/O能力:物联网应用往往是数据密集型计算,而且需要进行频繁的I/O操作。因此,I/O瓶颈在物联网的应用中是一个很普遍的问题。至强E5系列处理器通过PCI Express 3.0、集成I/O、数据直接I/O等创新技术,大大提升了E5服务器的I/O能力。

首先,E5处理器平台支持PCI Express 3.0,与PCI Express 2.0相比,它提供了两倍的I/O带宽。新的网络控制器将充分利用PCI-E3.0规格的优势,在系统内部节点增多的情况下,实现更高效率的性能扩展与数据传输。

同时,英特尔至强处理器E5-1600/2600家族首次将I/O子系统集成至处理器内核上,英特尔集成I/O提供了多至两倍的带宽,将延迟降低多至30%,每台双路处理器提供多达80条PCIe通道,并且支持PCIe 3.0规范,可将带宽增加多至两倍。

此外,英特尔数据直接传输技术(英特尔DDIO)支持将数据从存储设备直接传输至高速缓存。I/O性能提升多至2.3倍。从而减少对性能影响较大的内存访问的需求。更快的数据传输速度有助于提高处理器内核的效率以及应用的响应能力。

信息安全性:你一定不想你通过智能医疗系统保存在医院里的个人健康状况信息泄露出去吧?信息安全性问题被认为是物联网发展的重大阻碍,因为物联网涉及到个人隐私数据、企业乃至国家的一些机密数据,这些数据一旦泄露,将会导致无法挽回的后果。因此,“隐私权”和“可信度”(数据完整性和保密性)问题在物联网体系中尤其受关注,我国首批5亿元物联网专项基金申报工作已经启动,其中,技术研发类项目包括:重点支持智能传感器、超高频和微波RFID、传感器网络和节点等感知技术,物联网应用中间件、嵌入式系统、海量数据存储与处理等应用技术,物联网信息安全、标识编码、频谱等共性技术的研发。

然而,频繁的加密加密操作必然会带来性能的损耗。至强E5平台支持通过ANS指令来对数据进行加密和解密,在硬件层面提升了加密算法的运算速度。不管数据处于静止还是流通的状态,都可以进行加密处理。测试数据表明,至强E5加解密操作时的性能十分“彪悍”,这对于加密解密操作十分频繁的物联网应用来说,是一件十分值得庆祝的事情。

结语:处理器技术就像是物联网的大脑,大脑的进化,对于提升物联网的整体水平的作用举足轻重。英特尔至强E5平台在计算性能、能耗、I/O等方面表现优秀,或将成为下一代物联网的完美选择。