嗑技三人行:低功耗处理器与PCIe的野心

作者:张广彬,盘骏,曾智强     来源:ZDNetCBSi企业方案解决中心频道      【原创】      2013-09-26 12:07:12

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低功耗CPU逐渐进入企业用户眼帘。本月,ARM出现了首个64位处理器——Apple A7,尽管是桌面级产品,但对ARM意义重大。同月,英特尔也发布了面向数据中心的第二代64位Atom——C2000。可预见,Atom与ARM在数据中心的战争日渐白热化,那么这两者各自有何优势?

高密度数据中心带来了散热方面的困扰,低功耗CPU逐渐进入企业用户眼帘。在本月,数据中心的新兴势力ARM出现了首个64位处理器——Apple A7,尽管是桌面级产品,但对ARM意义重大。同月,英特尔也发布了面向数据中心的第二代64位Atom——C2000。可预见,英特尔Atom与ARM在数据中心的战争日渐白热化,那么这两者各自有何优势?另外,处理器与闪存的出现转移了数据中心的性能瓶颈,数据传输迫切需要一种新的方式,SFF-8639接口问世,但在协议方面却出现两大阵营——SCSI Express与NVMe,那么这二者之间各自的优势是什么?未来的竞争态势将如何发展?请收看本期的《嗑技三人行》!

曾智强:大家好,欢迎回到嗑技三人行,本期仍旧是两个话题,第一个是CPU的,第二个是闪存的,然后这两个话题既相互独立,但是它们又有内在的联系,那么现在我们就先讨论一下CPU的话题。最近秋天到了,真是一场秋雨一场寒。

张广彬:寒吗,我怎么一点也没有觉得。

盘骏:那是因为我们机房里面服务器太多了,所以感到热。

曾智强:所以说我们需要低功耗CPU做成的服务器,你看今天英特尔发布了最新的Atom C2000,这是一个面向数据中心的第二代64位Atom。

张广彬:咱们实验室里头也有一台,如果都换成这个,估也是不少钱呢。

曾智强:除了这个之外,本月苹果发布了它最新的iPhone 5S。

张广彬:不就是土豪金嘛,除了这还有什么亮点?

盘骏:其实他还是挺有内涵的,因为它用了业内第一个64位的Atom处理器。

张广彬:就是传说中的A7。

盘骏:苹果A7。

曾智强:那么这提到64位,这个64位它能够给我们带来什么好处呢。

张广彬:对,我看大家关于A7的评价好像有点毁誉参半,当很多人就说,说它是就像你说的第一个64位的Atom,那么第二个,说它的内存也没有超过32位的,反而也只有1GB,没有,有哪个必要吗。

嘉宾:其实有一半是Apple的关系,还有一半是,其实64位跟大内存没有必然的联系,因为我们可能日常生活用的PC,感觉比较大的,64位它可以支持大内存,但是实际上不是这样的。64位跟32位处理器的区别,它在于一个通用寄存器GPR的宽度,32位它就是32位的宽度,它指的是一个寄存器的宽度,并不是指寻址,32位处理器也可以选取很大的内存。

张广彬:48位。

盘骏:也可以达得到,64位也有可能寻址能力做得弱一点,像手机可能就不需要太大内存,不过苹果这个,我觉得1GB还是太小了。

张广彬:是,我觉得太小了,好像老早就到了1GB了。

盘骏:差不多。

张广彬:当然有的时候在应用中,可能有时候用户也是说,比如说我接触到一个用户,它有两个服务器的群集,一个群集都是32位的,一个群集都是64位的,然后我说你这个应用跑64位和32位有多大的区别,他说我那个系统是64位它就是64位,所以当然他也是一知半解的。

曾智强:那当然大家都谈到64位,我觉得刚刚盘大师说,苹果A7是第一个ARM的64位处理器,这是英特尔的Atom最新的应该是第二代,这两者完全没法比较,没法比,你根本就干不过人家的感觉。

张广彬:给我的感觉A7这是第一个,而且还是用在消费类里面的,包括,虽然它不一定非要用大内存,但是它这个内存也太小了.另外一个别人都还没有跟上,Atom这个C2000,我要用在数据中心,你不是跟我抢数据中心吗,我这64位都第二代,英特尔好像今天也是很以此为自豪,你说这个差别在哪里。

盘骏:其实Atom它确实是面向移动终端的,但是我们应该看到,它背后,以前有很多32位的ARM数据中心里面也有应用,但是他们的内存确实被限制了4GB,这个不是32位的限制,而是ARM自己做出来东西的限制。

张广彬:但是他们也会做一些比较变态的设计,比方说像Marvell的ARMADA XP,给百度云存储用的,它就是支持16GB的内存,有人就攻击说,他一个核用4GB,这不是统一的内存空间。

盘骏:就是说32位他也可以支持大内存,但是它这64位的,它就是做得更名正言顺一些,因为它是从ARM E8架构开始支持64位,这样所有人都可以用,如果你只是自己研究出来的话,那其他ARM的厂商可能就用不了,所以它这个是标志着ARM新架构的胜利,大概是这样的。

张广彬:对,但是好像都说真正的比如说用在数据中心64位的Atom,比较有代表性的是A53和A57,说要到明年才能提供,我们知道苹果在ARM里头权限挺高的,但是怎么能够比别人早那么多。

盘骏:它其实不是A53,也不是A57,它是自己研发的,所以它可以说是挺厉害,而且它最重要的地方是它性能提升的确很大,重点不是在于内存的提升,是在于苹果A7的架构,性能提升非常大。虽然我们没有PDF,但是我们可以看到它L1跟L1的数据,还有指定的缓存,它已经达到64KB了,A53、A57它都是32KB,L1它就翻倍了,这说明它执行效率应该是提升比较明显的。

张广彬:那Atom的C2000,它这个所谓的第二代的64位,比第一代有什么提升。第一代好面向数据中的应该是去年出的,去年年底,因为以前咱们节目也说过这个,说它有什么(乱序执行执行,但是这个跟64位应该也没有关系。

盘骏:对,这确实跟64位没有关系,因为Atom是2008年初推出的,推出的时候就带有一个加Atom 230的这款产品,它就支持64位,是2008年的时候就支持64位。

张广彬:那这都5年了。

盘骏:当然它不是面向数据中心,面向数据中心应该是上一轮的Atom S120,就是它支持的比较早。

曾智强:但是我是不是可以这样理解,英特尔2008年的时候就可以做出64位,但是Atom到今年苹果才做出来,而整个生态系统开始做要明年的时候,首先我就会觉得你这个在64位基础上,是不是比英特尔弱很多。

盘骏:其实从生态圈来看是弱了很多,但是它也有它自己的优势,不就是功耗嘛。

张广彬:但是你看,因为我们今天英特尔在国内发布C2000,其实咱们也都觉得比较奇怪的一点,它是可以用在网络设备、微服务器和冷存储上面,但是它这个标语主打的是冷存储,你看之前咱们说的百度用的ARM,那人家用32位的也做到了,它用64位的有什么好处,好像性能提升了。

曾智强:对,因为上次开会的时候,百度Atom云的工程师在讲说他们现在不但在试ARM,也在试英特尔的Atom,相互比较。那么英特尔实际上这次打冷存储的话,我觉得这个口号确实有点偏离了,偏离了它Atom本身的主题。

张广彬:太强调其中一点了。

盘骏:其实刚才还没有介绍完,因为64位除了支持大内存外,另外一个最大的作用其实提升性能,因为你GPR通用寄存器,是日常最经常用到的寄存器你宽度加倍,可以处理的数据整数处理,就可以翻倍,这意味着很多操作,性能可以提升,有些可以达到一倍。

张广彬:还有呢?

盘骏:其实一般来说,它还会附带其他的,其中譬如说桌面处理器,变成64位之后,它寄存器的数量会翻倍,那就避免了跟外面的Cache做交换,因为寄存器是最快的,也是提升性能的一个因素。然后除了这两点的话,64位的话它增长性能地方就没有那么多,对于Atom来说其实还是乱序执行这方面,(性能)带来比较大的。

张广彬:也就是说64位之外的。

盘骏:对,64位之外的东西。

张广彬:那其实刚才盘大师提到一点,就是苹果能够领先,一定程度上就是在于它自己有,说定制不太合适,但是它自己有接触到更内层、更底层的架构的授权和它改动的能力,那其实就说宽点就说到定制,就是在不管是嵌入式、微服务器,还有网络设备以及冷存储,其实还要包括一些嵌入式市场,其实定制都是很重要的一点,英特尔今天也强调, C2000有13个定制的型号,我觉得更像是多了一些SKU,多了一些型号和配置,感觉离真正的定制还是有点距离。

盘骏:是有一点少,其实它是通过一个QAT(QA Technology),这个很少,以前EP80579(Tolapai在有些NAS上面有用到,这是一个很特别的处理器,它配合IC就是你可以在至强的系统里面装入一个另外一个第三方的处理器进行专门的处理,这个在Atom C2000里面,它内部集成了这个接口,例如它加装了一个加密模块,可以支持很多加密算法。加了这个之后,它处理这方面的性能就会突飞猛进,更适合在网络这边,还有其实存储也会用到加密,各种加密算法,或者你哈希算法。

张广彬:就是它把这些,不能说是核里,而是紧贴着CPU去整。

盘骏:对,是放在外面的,是封装进去的。

张广彬:那它跟SOC还是有区别的。

盘骏:SOC其实指的是把这些东西装起来,它这个只提供了集成第三方功能的方法,它这个(英语)。

张广彬:SOC相对来说就更宽泛一些,那其实包括咱们延伸到Atom之外,其实英特尔下一代14纳米的Broadwell。

盘骏:那个是Core系列。

张广彬:就是高一档的,从低到高,然后Atom、Core、还有至强,其实到Core这个系列就等于说,按照我的理解,在Atom这个级别的话,不管是像QuickAssist包括SOC,在这个市场都是很常见的,但是像这个Core这个级别的产品,有点像未来14纳米的Broadwell,它也会做SOC,你觉得它是会是怎样的一种情景。

盘骏:我觉得性能应该会非常的特别,因为Broadwell的话,其实它是Haswell下一代,它支持的指令集现在是支持到256位的整数,SIMD,但是对于现在像Atom它只是128位,它是通过SSE4.2来实现的,这也是C2000新增的一个功能。

张广彬:那实际上说到这个SOC,如果从逻辑的层面去说,不管是SOC,还是QuickAssist,就是说你往CPU周边你去,把很多东西跟CPU放在一起,放近一点,或者就直接就做成一个一方面是定制,一方面直接都给你做好了,其实这个东西如果牵强点说,我觉得跟这个集成也有一点像,其实现在CPU这个一方面用特尔像Atom是把CPU做小,另一方面像至强E5 V2这样的产品,当然它早就集成了内存控制器,其实这就延伸出来一个问题,就是说我们注意到,就是说从E5变成E5 V2,我这个系统只要把这个E5的处理器,换成V2的处理器,是不是就可以了。

曾智强:我觉得这个的话,就看它V2跟E5它们之间改动有多大。

张广彬:我觉得它是兼容的,比如说我设一个陷阱套你一下,是不是这样把CPU一换就可以发挥到E5 V2最大的效能。

曾智强:我觉得这应该还得要主板那块去支持。

张广彬:那还有呢,就是因为它集成了,集成了内存控制器,其实E5 V2的内存的这种规格也提高了,从多少提高到多少。

张广彬:1600提升到1866。

盘骏:那这样的话可能就是说,因为我们现在也开始听到一些消息,像戴尔这些厂商,包括IBM也发布了,把服务器升级到支持E5 V2,像IBM发布全新的产品,包括像NeXtScale(IBM NeXtScale System),这个名字比较不好念。像戴尔我听说它的产品名称还不变,R720还叫R720,那是不是我把这个CPU换成E5 V2,内存配到1866这就可以了呢?

盘骏:其实理论上来说,还得升BIOS。

张广彬:对,所以就是说这一点咱们也在争取能够早点,咱们这里有好些台机器。

曾智强:对,好几台,应该是R720是吧。

张广彬:对,盘大师好像也拿到了新的BIOS。

盘骏:有两套,还有两套至强E5 V2。

张广彬:对,说到集成我觉得还有一个,其实像至强它集成早在E5之前,至强也好、酷睿也好,它们都集成了内存控制器,都不新鲜了。但是从E5开始连PCIe也集成了,那说到这个PCIe。

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