服务器在线5月28日报道 AMD四核皓龙处理器采用了AMD革命性的直连架构,其创新意义远超越了仅仅将4个x86处理核心集成到一个硅片上。AMD四核皓龙处理器的创新设计,源于当今最具挑战性的业务需求:保持高能效的同时使整数和浮点性能提高50%;增强的虚拟化性能;保护客户投资:以客户为中心,以相同的功耗和热设计实现从双核到四核的平滑升级,降低IT基础架构成本。
性能优势
集成内存控制器是AMD在内存方面非常领先的设计,使CPU到内存的路径更短,延迟降低,同时每一个CPU具有专有内存带宽。在高性能计算领域,从CPU核心到内存之间的数据交换往往受制于带宽限制,之间的延迟越来越高,限制了系统整体性能的提升–这一现象导致了"内存墙"(Memory Wall)一词的诞生。
随着近年来处理器性能的大幅提升,"内存墙"在高性能计算和网格计算领域的瓶颈作用越来越明显,所以需要有能较好缓解这一现象的产品出现。
巴塞罗那在内存带宽采用了一系列优化技术,使得在不做其他改动的前提下,内存性能比双核皓龙提升50%–其中巴塞罗那采用的核心预取、内存预取内存页面优化、写爆发和大内存缓冲技术能带来40%的性能提升,此外DDPM技术能让每个核心的内存控制器获得额外的10%左右的提升。
在巴塞罗那处理器中,SSE的执行带宽、指令拾取带宽、数据缓存负载带宽、L2/NB带宽等都是现有处理器的两倍。
硬件级的虚拟化优势
大家之所以希望虚拟化帮助提升IT基础设施的效率,那么打破"每台服务器一种应用"的模式,根据工作负载或维护安排迁移虚拟机就是它最有吸引力的地方,它将一台计算机分成多个独立的虚拟机,能够同时支持多种不同的操作系统和应用。
如果在一个硬件系统上运行多个虚拟机,那么如何保证从最底层的CPU到最上层的应用之间,物理机与虚拟机之间的高速高效的数据交换,以及虚拟机之间的高隔离度就成了重要课题。通过研究VMware和Xen这样在Windows和Linux操作系统上的典型虚拟机产品,可以知道相较传统的进程迁移,虚拟机迁移的具有很大优势但同时带来不少挑战,例如在内存迁移、网络连接保持、用户数据迁移和虚拟机本身的效率等问题上还有提升空间。而这就需要有从底层硬件、固件到软件的同步提升,巴塞罗那就从CPU底层提供了良好的硬件支持。
例如DEV(Device Exclusion Vector)技术可以在内存中创建保护域,通过拒绝未经授权的内存访问请求,使得设备在未经授权的情况下,不得访问内存页面。实现了在硬件中嵌入安全性,从而提高虚拟机效率。
此外,为了提升虚拟机与物理机之间的数据传送及翻译转换,巴塞罗那中使用了带标签的 TLB(Translation Look-aside Buffer,地址转换后备缓冲器,它是 CPU 中的一个表,用于存储最近使用的从虚拟到物理内存翻译记录),使得在多个虚拟机同时运行时,在内存地址中切换时可以令Hypervisor知道TLB与虚拟机之间的一一对应关系,从而提高虚拟机性能。
巴塞罗那将更进一步提供硬件层的快速虚拟化索引技术(RVI),极大地提升了内存访问的性能,使虚拟化性能有75%的提升。被翻译出来的地址还被保存在巴塞罗那的大容量TLB中以进一步提高多个虚拟机之间切换的性能。
节能优势
由于架构上的领先,巴塞罗那在功耗方面采用了更精细的内部控制。例如独立动态核心技术,实现了每个内核可以使用独立的频率工作,CoolCore技术实现了粗放模式和精微模式的电路控制。这两项技术都对于CPU省电有较大好处。此外,还有业界首次使用的双重动态电源管理(DDPM)技术,能对CPU和内存控制器分别独立供电,使得在功耗降低的同时获得更高的内存带宽。
投资保护
巴塞罗那在功耗上与双核皓龙服务器处理器一样,因此客户不用改变系统中的任何部件,直接用现有的平台可以升级到巴塞罗那。从功耗来讲,它更省电,同时它的升级成本也更低一些,客户可以更合理地规划IT基础设施。它最大优势之一就是可以平滑升级。巴塞罗那之后的下一代处理器"Shanghai(上海)"的功耗以及散热都跟巴塞罗那以及之前的服务器处理器一样,还可以持续无缝升级。这样,用户的投资回报率就可以得到良好的保障,让数据中心的有限资源发挥更大的效用。