Обзор микроархитектуры Intel® Nehalem
08.08.2010
Новое поколение серверных процессоров Intel образует основу для создания полностью адаптируемой ИТ-среды. В архитектуре этих процессоров реализованы инновационные функции, позволяющие настроить производительность в соответствии с потребностями ПО и компании в целом, оптимизировать производительность и энергопотребление, а также внедрить стратегии виртуализации, позволяющие ускорить изменение ИТ-инфраструктуры в соответствии с потребностями бизнеса.
Технология Intel® Turbo Boost
Технология Intel Turbo Boost позволяет повышать производительность при необходимости (см. рис. 1). Эта технология позволяет процессору увеличивать скорость работы по требованию, используя доступную мощность для работы на частоте, превышающей номинальную.
Технология Intel® Hyper-Threading
Многие приложения для серверов и рабочих станций подходят для сред с параллельной многопоточной обработкой данных. Технология Intel Hyper-Threading позволяет одновременно выполнять несколько вычислительных потоков (до двух потоков на каждое вычислительное ядро или до восьми потоков при использовании четырехъядерных процессоров). Технология Hyper-Threading сокращает задержки в выполнении вычислительных операций и позволяет наиболее оптимально использовать каждый тактовый цикл процессора. Например, если один поток ожидает результата или события, на этом ядре будет выполняться другой поток, чтобы добиться максимального использования каждого тактового цикла процессора.
Технология Intel® QuickPath
Для максимального ускорения работы приложений с интенсивным использованием полосы пропускания в процессоры Intel Xeon серии 5600 встроена технология Intel QuickPath (см. рис. 2). Эта новая масштабируемая архитектура совместно используемой памяти поддерживает максимальную полосу пропускания, которая в 4,4 раза больше по сравнению с процессорами предыдущего поколения.
Реализованная в архитектуре платформы технология Intel QuickPath обеспечивает высокоскоростные (до 25,6 ГБ/с) межкомпонентные соединения между процессорами, а также между процессорами и контроллером-концентратором ввода/вывода. Каждый процессор имеет собственную выделенную память, доступ к которой осуществляется непосредственно через интегрированный контроллер памяти. Если процессору нужен доступ к памяти, выделенной другому процессору, он может получить его через линию связи Intel® QuickPath (Intel® QPI), соединяющую все процессоры.
Микроархитектура Intel Nehalem дополняет преимущества технологий Intel QPI и Intel® Smart Cache, обеспечивая общий доступ к кэш-памяти третьего уровня. Это позволяет повысить производительность и уменьшить интенсивность обмена данными между ядрами процессора.
Технология Intel® Intelligent Power
Технология Intel Intelligent Power позволяет минимизировать энергопотребление отдельного сервера, когда его компоненты используются не полностью.
- Интегрированные вентили питания (см. рис. 3) позволяют понижать напряжение питания отдельных простаивающих ядер практически до нуля независимо от работающих ядер. При этом энергопотребление в режиме ожидания снижается до 10 Вт, в то время как процессоры Intel предыдущих поколений потребляли в этом состоянии от 16 до 50 Вт. Это позволяет сократить энергопотребление сервера в режиме ожидания до 50% по сравнению с двухъядерными серверными процессорами предыдущего поколения.
- Автоматизированные состояния пониженного энергопотребления автоматически переводят процессор и память в режим наименьшего возможного энергопотребления, необходимого для поддержки текущих рабочих нагрузок (см. рис. 4). В процессорах реализованы новые состояния с низким энергопотреблением, а в контроллеры памяти и ввода/вывода добавлены новые функции управления питанием.
Технология Intel® Virtualization
Технология Intel Virtualization следующего поколения позволяет повысить производительность виртуализованных серверов с помощью новых функций с аппаратной поддержкой, охватывающих все компоненты сервера.
- Процессор: усовершенствованная технология Intel Virtualization (Intel VT-x) предусматривает аппаратную поддержку управления таблицей страниц, предоставляя гостевой ОС более простой доступ к аппаратным средствам. При этом сокращается число программных запросов, преобразование которых диспетчером ВМ занимает значительные ресурсы процессора. Технология Intel VT-x также включает технологии Intel VT FlexMigration и Intel VT Flex-Priority, которые обеспечивают гибкий перенос работающих приложений между ВМ и серверами, а также оптимизацию производительности во всем спектре 32- и 64-разрядных вычислительных сред.
- Набор микросхем: технология Intel® Virtualization Technology for Directed I/O (Intel® VT-d) выделяет отдельным ВМ собственные ресурсы ввода/вывода, что помогает ускорить перемещение данных и избавиться от «накладных расходов», так как при управлении трафиком ввода/вывода сокращается объем пересылки служебных данных, связанных с переносом ВМ.
- Сетевые адаптеры: технология Intel Virtualization Technology for Connectivity (Intel VT-c) способствует дальнейшему совершенствованию серверных решений для ввода/вывода. Расширенная аппаратная поддержка встраивается в устройства ввода/вывода, используемые для подключения серверов к сети центра обработки данных и инфраструктуре хранения данных. Intel VT-C включает две технологии. Технология Virtual Machine Device Queues позволяет повысить пропускную способность и уменьшить нагрузку диспетчеров ВМ и серверных процессоров. Технология PCI-SIG SR-IOV обеспечивает практически полную пропускную способность и предоставляет специализированные средства для прямой связи ВМ и аппаратных ресурсов.
Что такое серия 5000?
Серии номеров процессоров Intel призваны упростить описание функций, возможностей и предполагаемых вариантов использования. Корпорация Intel предлагает четыре серии номеров процессоров для серверных приложений:
Процессоры Intel® Xeon® серии 3000
Однопроцессорные серверы на базе процессоров Intel® Xeon® для компаний малого бизнеса, создания информационных центров начального уровня или установки первого сервера.
Процессоры Intel® Xeon® серии 5000
Стандартные массовые двухпроцессорные серверы, высокопроизводительные системы и рабочие станции общего назначения на базе процессоров Intel® Xeon®.
Процессоры Intel® Xeon® серии 7000
Повышение производительности и масштабируемости серверов уровня предприятия, включающих от 4 до 32 процессоров. Эти процессоры предназначены для виртуализации и эксплуатации приложений уровня предприятия с высокой интенсивностью обработки данных.
Процессоры Intel® Xeon® серии 9000
Максимальная масштабируемость и функции RAS (надежность, готовность, удобство обслуживания) при выполнении критически важных приложений для серверов, включающих от 2 до 512 процессоров Intel Itanium.
Процессор Intel® Xeon® серии 5600
Процессор Intel Xeon серии 5600 поддерживает широкий набор функций, позволяющих удовлетворить различные вычислительные потребности. Во все процессоры встроены технологии Intel QuickPath, Intel Intelligent Power и Intel Virtualization. Технологии Intel VT FlexMigration, Intel VT FlexPriority и Intel® 64 Architecture‡ входят в стандартные комплекты поставки всех моделей.
Системы, созданные в соответствии с вашими потребностями
Стандартные серверы уровня предприятия: набор микросхем Intel® 5520 и 5500
Платформы для серверов и рабочих станций на основе набора микросхем Intel® 5520 или 5500 в сочетании с процессором Intel Xeon серии 5600 позволяют обеспечить выдающуюся производительность в сегменте массовых серверов.
Набор микросхем Intel 5520 обеспечивает обмен данными с процессорами Intel Xeon серии 5600 на скорости 6,4, 5,86 и 4,8 ГТ/с через шину Intel QuickPath Interconnect. Кроме того, этот набор микросхем поддерживает 36 каналов ввода/вывода (lane) PCI Express 2.0, расширения Intel VT-c и Intel VT-d технологии виртуализации ОС, систему управления энергопотреблением Intel® Dynamic Power Node Manager, а также контроллеры Intel® ICH10, ICH10R и 64-разрядный концентратор PCI Intel® 6700PXH.
Набор микросхем Intel 5500 обеспечивает обмен данными с процессорами Intel Xeon серии 5600 на скорости 6,4, 5,86 и 4,8 ГТ/с через шину Intel QuickPath Interconnect. Кроме того, этот набор микросхем поддерживает 24 канала ввода/вывода (lane) PCI Express 2.0, расширения Intel VT-c и Intel VT-d технологии виртуализации ОС, систему управления энергопотреблением Intel® Dynamic Power Node Manager, а также контроллеры Intel® ICH10, ICH10R и 64-разрядный концентратор PCI Intel® 6700PXH.
Рабочие станции: набор микросхем Intel 5520 в конфигурации с одним или двумя концентраторами ввода/вывода (IOH)
Набор микросхем Intel® 5520 ускоряет перемещение данных между компонентами рабочих станций на базе процессора Intel Xeon серии 5600 и высокопроизводительных систем за счет расширения полосы пропускания межкомпонентных соединений, оптимизации полосы пропускания всей системы в целом, увеличения объема системной памяти и улучшения обработки сетевого трафика при одновременном сокращении задержек, связанных с выполнением операций ввода/вывода.
Усовершенствования платформы, которые помогают процессору Intel Xeon серии 5600 обеспечить более высокую производительность:
- Соединения «точка-точка» через шину Intel QuickPath Interconnect на скоростях 4,8, 5,86 и 6,4 ГТ/с
- Конфигурация с двумя концентраторами ввода/вывода (IOH) для расширения коммуникационных возможностей, до 72 каналов ввода/вывода PCI Express 2.0
- Поддержка нескольких графических адаптеров x16 или x8 PCI Express 2.0
- Расширения технологии виртуализации Intel VT-c и Intel VT-d
- Поддержка системы управления энергопотреблением Intel Dynamic Power Node Manager
- Контроллеры Intel ICH10 и ICH10R
- 64-разрядный концентратор PCI Intel 6700PXH
К списку Архив
