无论我们回顾2009年,还是展望2010年的服务器市场,服务器虚拟化都是免不了要被讨论的热点话题。而服务器虚拟化也早已不是单纯的软件应用,服务器从硬件设计上更加切合虚拟化应用需求已经成为必然的趋势,作为服务器核心的处理器更是如此。多核心、多线程、更高的内存、I/O带宽、专门的虚拟特性,服务器处理器对虚拟化应用的支持越来越具有针对性。通常,四路服务器凭借更加强大的计算性能、更高的内存和I/O扩展性,更适合作为虚拟化应用的硬件平台,就像英特尔至强7400服务器平台发布之初,曾以“虚拟照进现实”为宣传口号,至强7400凭借强大的虚拟化性能以及FlexMigration特性,成为了企业虚拟化的理想平台。
今年3月,至强7400的继任者,英特尔新一代多路至强“Nehalem-EX”至强(至强7500)即将发布,那么,至强7500与虚拟化又有哪些新的切合点呢?相比采用Core微构架、传统前端总线结构的至强7400,Nehalem-EX所具备的QuickPath架构将内存和I/O带宽推进到了新的高度,打破了传统前端总线结构中虚拟机的瓶颈,此外,Nehalem-EX将继续使用虚拟机动态灵活迁移(VT FlexMigration)技术,支持英特尔平台虚拟机的迁移,并引入了大型机所具有的RAS特性,让虚拟机具有更高的可用性。可以说,新的Nehalem-EX将是一个比至强7400更加强大的虚拟化平台。
更多的核心和线程增加虚拟机计算资源
从核心上看,至强7400具有6个核心,不支持超线程技术。而Nehalem-EX核心增加到8个,并且每个核心支持两个线程,让Nehalem-EX具备了8核16线程的处理能力。同时,Nehalem-EX还具有6核心和4核心的版本。采用Nehalem-EX,一台四路服务器可以具备32个核心64个线程,相比至强7400系统的24核心24线程,虚拟机可以获得更多的计算资源。
Nehalem-EX特性
QPI构架显著提升了内存和I/O带宽
Nehalem-EX采用全新的QuickPath互联架构,与其同门的Nehalem-EP相比,具有4条最高可达6.4GT/s的QPI总线,而Nehalem-EP只有两条。在以往的四路平台中,CPU之间的通讯需要经过前端总线和北桥,而在QuickPath架构中,通过四条高速的QPI总线,每颗Nehalem-EX处理器可以和其他三颗实现点对点的互联。
QuickPath互联架构
QuickPath构架的推出对英特尔具有划时代的意义,这种点对点的传输架构打破了传统前端总线结构中内存和I/O带宽的瓶颈,前所未有的提升了内存和I/O带宽。每颗Nehalem-EX处理器集成两个内存控制器,每个内存控制器支持两个内存通道,支持DDR3-1066内存规格,内存带宽达到至强7400的9倍!
内存带宽是至强7400的9倍
在内存容量上,Nehalem-EX的每个内存控制器支持8个DIMM,每颗Nehalem-EX可以支持16个DIMM,如果采用单条16GB的内存,那么每颗处理器可以支持的内存容量可以达到256GB,而一台四路系统的内存总量可以达到1TB!内存容量和带宽的提升对虚拟化应用的重要性不言而喻,虚拟机需要占用大量的内存,更大的内存容量意味着可以支持更多的虚拟机;内存和I/O带宽影响着虚拟机的响应速度,关系着虚拟机的性能。
FlexMigration和RAS特性提高虚拟机可靠性
在实际应用中,虚拟机的迁移是经常会遇到的问题,比如在新老硬件平台的升级、灾难恢复等场景中。英特尔至强7400中引入了FlexMigration虚拟化特性,可以实现虚拟机在基于英特尔酷睿微架构的三代平台(之前、现有以及未来平台)中迁移,为IT管理员提供了可靠的投资保护,并可以实现更高效的灾难恢复,让虚拟机具有更高的可用性。而Nehalem-EX还将继续支持虚拟机实时动态迁移,包括Intel VT FlexMigration Assist和VMware的Enhanced VMotion,实现虚拟机的热迁移。
除此之外,Nehalem-EX区别于其他x86处理器最大的特点是移植了部分来自安腾处理器的RAS特性,这对虚拟化的应用具有非常重要的意义。RAS是Reliabilit(可靠性)、Availability(可用性)、Serviceability(可维护性)的缩写,通常用来描述小型机和大型机的特性。虽然目前x86处理器核心和线程激增,性能也越来越强悍,但通常缺乏RISC处理器所具备的RAS特性,在关键业务领域还是无法和RISC服务器竞争。
Nehalem-EX引入的MCA高级RAS特性
Nehalem-EX传承了部分来自安腾处理器的高级RAS特性,比如Recoverable Machine Check Architecture(MCA)功能,即自动校验架构恢复功能。MCA功能可以检测CPU、内存和I/O中的错误,当然,仅仅是检测出来是不够的,结合操作系统的支持,MAC还可以隔离故障部分,除非是致命的系统错误,可以保持系统的持续运行。目前VMware ESX和Windows Server 2008 R2、Novell SUSE Linux和Red Hat Enterprise Linux等系统都已经可以支持这一特性。MCA功能增强了服务器系统的可靠性,减小了服务器出现故障导致所有虚拟机宕机的可能,这对虚拟化环境是十分有意义的。
相比目前的至强7400,虽然还没有正式发布,也没有测试的数据做支撑,但从这些特性中我们同样可以看出Nehalem-EX是一个更加强大的虚拟化平台。另外,Nehalem-EX还具有优秀的扩展能力,可以在没有第三方芯片支持下扩展到8路系统,应用第三方节点控制器,可以扩充到16路甚至32路。即使没有RISC处理器全部的RAS特性,Nehalem-EX也并非无从与RISC竞争,其强大的性能和扩展能力、优良的虚拟化能力,也必将吸引一些用户从RISC进行迁移。
附:Nehalem-EX特性:
·Nehalem架构基于Intel独特的45nm high-k金属栅技术
·每颗Nehalem-EX处理器具有8个核心
·应用Intel Hyper-threading技术,每颗Nehalem-EX处理器最高支持16线程
·通过QuickPath互联可以扩展到8路,无需第三方芯片支持。结合第三方节点控制器可以扩展到更高,如32路。
·具有4条高带宽QuickPath总线
·24MB共享三级缓存
·集成内存控制器
·具有Intel Turbo Boost技术
·可升级的存储缓冲器和存储互联
·相对上代产品9倍的内存带宽
·每颗处理器支持16个内存插槽
·高级的RAS能力,包括MCA恢复
·具有23亿个晶体管
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